El bosón de Higgs es una partícula elemental predicha en 1964 que le da masa a otras partículas. Fue detectado en 2012 en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN. Su descubrimiento confirma el mecanismo de Higgs y ayuda a explicar el origen de la masa en el Modelo Estándar de la física de partículas.

1. El bosón de Higgs

2. Disciplina científica
Física: es la ciencia natural que estudia las propiedades y el
comportamiento de la energía y la materia (como también cualquier cambio
en ella que no altere la naturaleza de la misma), así como al tiempo y el
espacio y las interacciones de estos cuatro conceptos entre sí.
Física de partículas: La física de partículas es la rama de la física
que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones
entre ellos. Las partículas fundamentales se subdividen en bosones
(partículas de espín entero, como por ejemplo 0, 1, 2...), que son las
responsables de transmitir las fuerzas fundamentales de la naturaleza, y
fermiones (partículas de espín semientero, como por ejemplo 1/2 o 3/2). Se
conoce a esta rama también como física de altas energías, debido a que
muchas de las partículas se las puede ver sólo en grandes colisiones
provocadas en los aceleradores de partículas.

3. Disciplina científica
Teoría estándar de partículas elementales: El modelo estándar
de la física de partículas es una teoría que describe las relaciones entre las
interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen
toda la materia. Es una teoría cuántica de campos desarrollada entre 1970 y 1973 que
es consistente con la mecánica cuántica y la relatividad especial.

4. Reseña histórica
Hace 40 años, Peter Higgs predijo una partícula
subatómica que daba a las otras su masa. El
problema es que nadie la ha visto todavía. La
mayoría de los físicos creen que puede ser
encontrada en un acelerador masivo de
partículas subterráneo llamado Large Hadron
Collider (LHC) en el laboratorio CERN en
Ginebra. Algunos llaman a esta partícula la
"Partícula Dios" a pesar de que el mismo Higgs
no aprueba este término. Nadie se dio cuenta
de la importancia de su investigación por aquel
entonces. El trabajo de Higgs se entrelazaba con
uno de los conceptos más importantes de la
física: la simetría. Los físicos explican que una
teoría es simétrica si no cambia cuando se
modifica algún parámetro. El problema en la
década de los 60 era que las teorías básicas de
las partículas eran demasiado simétricas. Los
físicos tenían que encontrar algo que pudiera
"romper" esta simetría y permitir que las
partículas adquirieran peso.

5. Reseña histórica
Hoy conocemos este modelo como el mecanismo
de Higgs, La historia del bosón de Higgs
comenzó en 1961, cuando Yoichiro Nambu, un
físico de la Universidad de Chicago, mostró un
proceso llamado "rotura espontánea de la
simetría" que quizá pudiera explicar de dónde
viene la masa. Un año más tarde, otros científicos
mostraron algunos fallos en la teoría y Higgs
procedió a demostrar de nuevo la existencia de lo
que él describe como la "partícula sobrante". Esta
nueva partícula es el bosón de Higgs. Llevó
mucho tiempo a la comunidad de físicos que
trabajaban con partículas darse cuenta de la
importancia del trabajo del físico de Edimburgo.
Higgs recuerda cómo daba charlas sobre su
trabajo a audiencias escépticas en Harvard y
Princeton. "Me enfrentaba a audiencias que de
primeras pensaban que estaba loco," recuerda.
"Al final del día aceptaron que no lo estaba, pero
no se dieron cuenta de que se podía hacer algo
útil con el trabajo”. Finalmente el bosón a sido
hallado el 4 de julio en el CERN.

6. Investigadores
• Peter Ware Higgs: (n. el 29 de
mayo de 1929 en Newcastle, Tyne y
Wear, Reino Unido), es un físico
británico conocido por su proposición
en los años 60 de la ruptura de la
simetría en la teoría electrodébil,
explicando el origen de la masa de las
partículas elementales en general, y de
los bosones W y Z en particular.
• Robert Brout: (1928 - 3 de mayo de
2011) fue un físico teórico belga quien
ha hecho importantes contribuciones a
la física de las partículas elementales .

7. Investigadores
• François Englert: (n. 6 de
noviembre de 1932) es un físico
teórico belga. Descubrió el
mecanismo que unifica a corto y
largo alcance interacciones a
través de la generación masiva de
bosones vectores gauge. Hizo
importantes contribuciones a la
física estadística, teoría cuántica
de campos, la cosmología, la
teoría de las cuerdas y
supergravedad.

8. Instituciones y países involucrados
• LEP: acelerador previo al CERN.
• Tevatron: acelerador cercano a Chicago en el fermilab.

9. Instituciones y países involucrados
• CERN: es el mayor laboratorio de investigación en física de partículas a
nivel mundial. Está situado en la frontera entre Francia y Suiza, entre la
comuna de Meyrin (en el Cantón de Ginebra) y la comuna de Saint-Genis-
Pouilly (en el departamento de Ain). Como una instalación internacional, el
CERN no está oficialmente ni bajo jurisdicción suiza ni francesa. Los estados
miembros contribuyen conjunta y anualmente con 1.000 millones de Francos
Suizos CHF (aproximadamente 664 millones €, 1.000 millones US$).En estos
laboratorios intervienen todos los paises de la UE, incluyendo a España.
Dentro del CERN las instituciones mas involucradas son LHC y sus
detectores ATLAS y CMS, que fueron los primeros en detectarlo.

10. Descripción
Bosón: un bosón es uno de los dos tipos básicos de partículas elementales de la naturaleza
(el otro tipo son los fermiones). La denominación «bosón» fue dada en honor al físico
indio Satyendra Nath Bose. Se caracterizan por:
• Tener un espín entero (0,1,2,...).
• No cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein.
Esto hace que presenten un fenómeno llamado condensación de Bose-Einstein (el
desarrollo de láseres fue posible puesto que los fotones de la luz son bosones).
• La función de onda cuántica que describe sistemas de bosones es simétrica respecto al
intercambio de partículas.

11. Descripción
Bosón de Higgs: Como su nombre indica,
es un bosón, tiene espín 0 (lo que se
denomina un bosón escalar). No posee
carga eléctrica por lo que no interacciona
con el fotón ni con los gluones. Sin embargo Colisión protón-protón
interacciona con todas las partículas del
modelo que poseen masa: los quarks, los
leptones cargados y los bosones W y Z de la
interacción débil. Sus constantes de acoplo,
que miden cuan intensa es cada una de esas
interacciones, son conocidas: su valor es
mayor cuanto mayor es la masa de la
partícula correspondiente. En la versión
original del modelo estándar, no se incluía
la masa de los neutrinos ni, por tanto, una
interacción entre estos y el Higgs. Aunque
ésta podría explicar la masa de los
neutrinos, en principio su origen puede
tener una naturaleza distinta. El bosón de
Higgs es además su propia antipartícula.
Tiene una masa de aproximadamente 125–
126 GeV/c2. Su vida media con esa masa
sería aproximadamente 10−22 s, una parte en
diez mil trillones de un segundo.

12. Ecuación
de
Higgs

13. Repercusión mediática
La visita de Peter Higgs a España
Higgs critica el “absoluto y terrible abandono” de la ciencia en
España
Los físicos ya han ‘cazado’ el Higgs 800 veces
Estos son algunos ejemplos de la inmensidad de noticias
que existen sobre Peter Higgs y su bosón.

14. Videos relacionados
Video redes nº 23(recom.
8:03 – 10:30)
3 minutos para entender el
bosón de Higgs
El campo de Higgs CERN

15. Aplicaciones y nuevas investigaciones
Aunque verdaderamente no presenta ninguna aplicación práctica, abre un
nuevo mundo en la física de partículas y en el microcosmos regido por la
mecánica quántica. Este descubrimiento no solamente nos muestra como las
partículas adquieren su masa, sino que además nos abre un nuevo mundo
donde pueden existir partículas teóricas y otras sin teorizar, además de la
posibilidad de ampliar las dimensiones espaciales que hasta ahora son
teorizadas en espacios menores del átomo.

16. Fuentes
Imágenes Páginas consultadas
1. Wikipedia
2. platea.pntic.mec.es
3. El pais

17. Valoración personal
Nos ha parecido muy interesante pero nos resulta
complejo a la hora de entender el sentido y las
implicaciones que lleva este descubrimiento para la
física actual sin contar el lenguaje matemático que se
emplea en sus definiciones formales. Nos ha sido
muy fácil encontrar noticias e información sobre el
tema, en contraposición con el fraude científico.

18. Explicación del lenguaje
matemático:
La ecuación de ondas: La estadística
es una ecuación diferencial en
Bose - Einstein:
derivadas parciales que una vez
resuelta de devuelve un resultado • ni: es el número de partículas
tetraespacial con una dimensión en un estado i.
temporal de donde se encuentra con • gi: es el número de funciones
mayor porcentaje una partícula. de onda diferentes que
poseen dicha energía.
La letra Ψ (psi): representa la función • εi: es la energía del estado i.
de ondas. • μ: es el potencial químico.
Las letras X, Y y Z: representan las • kB: es la constante de
dimensiones espaciales de donde se Boltzmann.
saca la derivada parcial. • T: es la temperatura.
La letra T: representa la dimensión
temporal.