LHC y Sabiduría

[Hector04]

"Pero tú regulaste todo con medida, número y peso." (Sabiduría 11, 20)
Relataré el tema de la masa y el peso por algunas analogías útiles que nos pueden servir a la hora de
enfrentar la importancia de los posibles descubrimientos del LHC, que se estiman serán en menos de 5 años.

Analogía 1
El Campo de Higgs y el Mecanismo de Higgs
Imagine una fiesta donde los trabajadores de los partidos políticos se distribuyen uniformemente por el suelo, todos hablan con sus vecinos más cercanos. La ex-Primer Ministro entra y cruza la sala. Todos los trabajadores en su sector son fuertemente atraídos por todo el grupo a ella. A medida que se mueve atrae a la gente que se acerca a, mientras que los que ella ha dejado vuelven a su espaciamiento uniforme. Debido a este nudo de gente siempre agrupados en torno a ella ella adquiere una masa mayor de lo normal, es decir, que tiene más impulso a la misma velocidad de movimiento a través de la habitación. Una vez en movimiento es más difícil de parar, y una vez que se detuvo es más difícil de conseguir el movimiento debido a que el proceso de agrupamiento tiene que ser reiniciado. En tres dimensiones, y con las complicaciones de la relatividad, este es el mecanismo de Higgs. Con el fin de dar a la masa las partículas, un campo de fondo es necesario para producir localmente una distorsión generada cuando una partícula se mueve a través de él. La distorsión - el agrupamiento del campo alrededor de la partícula - genera la masa de la partícula. La idea viene directamente de la Física de Sólidos. Un entramado de átomos cargados positivamente en un cristal. Cuando un electrón se mueve a través de la red los átomos se sienten atraídos por él, causando que la masa efectiva del electrón sea hasta 40 veces más mayor que la masa de un electrón libre. El postulado campo de Higgs en ​​el vacío es una especie de entramado hipotético que llena el Universo.
El Bosón de Higgs
Consideremos ahora un rumor que pasa a través de nuestra sala llena de trabajadores repartidos uniformemente haciendo política. Desde cerca de la puerta se le escucha por primera vez y se agrupan para obtener los detalles, entonces dan la vuelta y se acercan a sus vecinos de al lado que quieres saber acerca de ella también. Una ola de la agrupación pasa a través de la habitación. Puede extenderse a todos los rincones, o puede formar un grupo compacto que lleva la noticia a lo largo de una línea de los trabajadores contra la puerta a algunos dignatarios al otro lado de la habitación. Dado que la información se realiza por grupos de personas, y como era la agrupación que dio masa adicional a la ex-primer ministro, el rumor también tienen masa. El bosón de Higgs se prevé que sea precisamente esa agrupación en el campo de Higgs. Nos resultará mucho más fácil creer que el campo existe, y que el mecanismo para la concesión de la masa de otras partículas es verdad, si realmente vemos que la partícula de Higgs en ​​sí. Una vez más, hay analogías en la Física de Sólidos. Una red cristalina puede llevar a las ondas de la agrupación sin necesidad de un electrón para mover y atraves de los átomos. Estas ondas pueden comportarse como si fueran partículas. Son llamados fonones, y ellos también son bosones. Podría haber un mecanismo de Higgs, y un campo de Higgs en ​​todo nuestro universo, sin que haya un bosón de Higgs, eso es lo que está por verse.
cita: http://www.hep.ucl.ac.uk/~djm/higgsa.html

[Hector04]

Analogía 2;

El espacio del Universo, según las ecuaciones establecidas por Higgs, es algo así como un campo de hierba alta. Esta “hierba alta” existe en todos y cada uno de sus puntos, y es la “representación mental” del campo de Higgs. Todas las hojas de hierba están dirigidas en la misma dirección, sólo que esta “dirección” no es realmente una dirección en el espacio, sino una dirección conceptual. Digamos, para seguir con nuestra analogía, que la dirección en la que crece esta hierba es “hacia arriba”.

De acuerdo con la mecánica cuántica, no existe distinción entre ondas y partículas: toda onda es partícula y toda partícula es onda. La cuestión es que cada una de las ondas asociadas a las partículas oscilan en una dirección determinada. Una vez más, esta “dirección” no es una dirección física en el espacio tridimensional que vemos, es una “dirección” en ese espacio conceptual que hemos definido antes. Distintos tipos de partículas tienen ondas que oscilan en diferentes direcciones en este espacio imaginario.

Y aquí llega la clave de la cuestión — si la entiendes, comprendes la enorme importancia de este campo de Higgs (si existe, claro): Las partículas cuyas ondas asociadas oscilan en la misma dirección que las “hojas de hierba” pasan a través de la hierba sin notarla en absoluto. Esas partículas se mueven a la máxima velocidad posible: la velocidad de la luz. De acuerdo con la teoría de Higgs, nosotros llamamos a esas partículas “partículas sin masa”. Dicho en términos algo más técnicos, esas partículas no interaccionan con el campo de Higgs, de modo que no lo notan. Es decir, el fotón (por ejemplo) oscila “hacia arriba”, la dirección de la hierba, de modo que se mueve a la velocidad de la luz y no tiene masa.

Otras partículas tienen ondas que oscilan casi en la dirección de la hierba, pero cuando se mueven tienen que apartar algunas de las hojas de hierba (aunque no muchas) al estar ligeramente inclinadas. Al hacerlo, reducen su velocidad: les cuesta más moverse a través del “campo de hierba” que a las partículas anteriores, aunque no mucho más. Estas partículas son las que, en nuestro lenguaje, “tienen poca masa”. Observa cómo, en términos del campo de Higgs, estas partículas tienen masa como consecuencia de interaccionar con el campo de Higgs. Como consecuencia adicional, no pueden moverse a la velocidad de la luz: la hierba se lo impide.

Finalmente, una partícula con mucha masa tiene una onda que oscila en una dirección casi perpendicular a la de las hojas de hierba: al moverse por el espacio, debe apartar casi todas las hojas de la hierba, de modo que (vista “desde fuera”) es una partícula con mucha masa. Lo crucial del asunto es que la “masa” de todas las partículas conocidas es el nombre que damos a la intensidad de su interacción con el campo de Higgs. El propio concepto de “masa” es una forma de referirnos a algo más profundo y fundamental: la interacción mayor o menor de cada partícula con el campo de Higgs.
Cita el tamiz.com

[Hector04]

Ahora no solo basta encontrar el bosón de higgs para corroborar estas analogías, es necesario también encontrarlo en el rango adecuado de energías, ya que de encontrarse en otro rango indicaría que existe una nueva fisica para explicar esos resultados. Existe el rumor de que a la velocidad actual de pruebas debieran encontrarlo dentro del próximo año, es decir, que ya existen registros ocultos en los datos pero se necesitan repetirlos millones de veces para dar con la desviación estandar que requiere para un descubrimiento a 5-sigma o (99.977%) o que de cada millón de colisiones candidatas 23 no tengan el rastro.
En resumen el modelo mas osado del modelo estándar habla de una supersimetría que ha sido rota, ya que de mantenerse la simetría todas las partículas no tendrían masa y viajarían a la velocidad de la luz, luego esta ruptura explicaría porque las partículas tienen masa debido al mecanismo de higgs.
, la supersimetria es un requisito para la teoría de cuerdas, así que indirectamente tiraría a la basura años de estudios de físicos de cuerdas como predijo hawking en su momento.
entonces se entiende ahora el dicho de que la dichosa partícula le de sentido a las demás, ahora deben demostrar su existencia y encontrar su medida, número y peso.

[miles_dei]

Muy buenas las analogías para hacer entender a la gente el bosón de Higgs que se pretende encontrar en el LHC y la importancia de esta teoría. Pero no hay que olvidar que la misma física teórica es inherente a nuestra capacidad de conocer la realidad y determinar la materia de modo que sea cognoscible.

En plata: a veces pienso y veo claramente que el campo de Higgs y la interacción no es más que el hecho de proyectar el intelecto agente de Aristóteles sobre la realidad cuántica. Una trampa teórica muy sutil que en realidad estaría midiendo más que las partículas elementales, la propia acción de nuestra mente al abstraer del singular.

[Hector04]

... a veces pienso y veo claramente que el campo de Higgs y la interacción no es más que el hecho de proyectar el intelecto agente de Aristóteles sobre la realidad cuántica...

Eso ocurre por la existencia de la Realidad Virtual (Sin bromas por el nombre...)
si lo tomas en serio a los antiguos conceptos de realidad debe ahora agregarse esta nueva parte de la realidad
Por ejemplo los quark, sabemos que existen, los hemos medido, hemos comprobado sus efectos, hay teorías que predicen su comportamiento y sin embargo nadie los ha experimentado, no se si se entiende.
Es una realidad Virtual, en este sentido experimentamos lo que los algunos fotones nos muestran, pero hay mas por ahí; mas pequeñas, que los mismos fotones no nos pueden mostrar,y que sin embargo siguen siendo reales.
Por eso creo que cuando dices:

Pero no hay que olvidar que la misma física teórica es inherente a nuestra capacidad de conocer la realidad y determinar la materia de modo que sea cognoscible.

creo que te refieres a la que podemos experimentar (La realidad general y la subjetiva)
porque más esencial que la materia, ahora vislumbramos la masa
mas esencial que el significado de las propiedades de las cosas, ahora vislumbramos su semántica;
que mantiene la objetividad como aproximación a la verdad o su apariencia como decía aristóteles,o mejor aún, la imagen mental que insinuaba sócrates y que por supuesto no es una trampa sino el fin del relativismo;
no un simple fenómeno, su validez ni veredicto.

PD.: a propósito de particulas pensaba que la exsitencia del bosón ese, demostraría la imposibilidad del taquión en este universo, que dices.