A vuelapluma: La masa

Peluche del bosón de Higgs. Créditos: The Particle Zoo

Ahora que está de moda el LHC, que recordad iba a destruir el mundo, y el bosón de Higgs, sale a la palestra el tema de la masa. Esa propiedad de la materia que todos damos por hecho, pero que, ¡oh sorpresa!, es un "enigma" para los científicos (concretamente para los físicos). Y la gente se preguntará extrañada ¿por qué es un enigma? La masa es... la masa. ¿O no? En realidad, ¿qué es la masa de un objeto? 

La masa es, básicamente, la cualidad de la materia de oponerse al cambio de su movimiento. Pero en las ecuaciones del Modelo Estándar la masa no surge de manera espontánea, sino que hay que meterla con calzador. Es decir, teníamos unas ecuaciones (un lagrangiano para los puristas) que nos describía qué partículas existían (las que conocíamos por los experimentos) y, además, detallaba cómo interaccionaban de manera correcta (de nuevo, comprobado por los experimentos). Sin embargo, existía un problema: la masa no aparecía en las ecuaciones. Y esto sí es grave, porque uno puede tener el modelo más bonito y precioso del mundo que si los resultados no concuerdan con las observaciones y experimentos, ya lo puedes tirar a la basura.


Así andaban las cosas. Tras muchos teoremas, trabajos y papers publicados y después del trabajo de muchos físicos, se realizó una modificación del Modelo Estándar (no se podía introducir un término de masa si no se rompe la simetría gauge electrodébil) que llevó a unas nuevas ecuaciones casi idénticas a las anteriores, salvo que contenían unos términos que se podían asimilar a la masa de las partículas. Pero como regalo a todo esto, aparecía también un término que no estaba antes y que tenía la forma (matemáticamente hablando) de una partícula de tipo bosón que intervenía en todos los términos nuevos que representaban la masa. Este es el llamado bosón de Higgs que tanto revuelo ha provocado. Como nota para entender lo que pretendo explicar en el párrafo siguiente, tengo que decir que en la física de partículas siempre que se habla de una partícula, se asume que hay un campo asociado a ella: como ejemplo más conocido el fotón, que tiene el campo electromagnético asociado a él.

¿Querías partículas? Pues toma dos tazas... Créditos: Revista Ciencia

El caso es que este bosón interaccionaría con todas las partículas y las dotaría de masa. Si recordamos la definición de masa del principio, es la propiedad de la materia de oponerse al cambio de movimiento. Intentando encajar esto con el Higgs, de forma visual y poco rigurosa sería como si el Higgs fuese un líquido viscoso (pensad en la miel) que inundase todo el espacio. Las partículas en su interior tendrían dificultad de cambiar de movimiento debido a su viscosidad y eso se correspondería con su masa. Cada partícula, dependiendo de la dificultad que tuviese para cambiar su estado de movimiento, tendría asociado un número que se correspondería con su masa.


NOTA A LECTORES NO-TÉCNICOS
Espero que esta pequeña entrada os provoque el interés por estos temas tanto como me pasa a mí. Os invito a bucear por los enlaces que he introducido para ir sabiendo más, aunque sea de una forma superficial. Lo cierto es que, a pesar de haber estudiado estas cosas en la carrera, aún se me escapa el tiempo entre los dedos cuando empiezo a saltar de página en página de la Wikipedia, leyendo todo lo que esté relacionado con estos temas. Los enlaces no son muy técnicos (ya digo, Wikipedia y otra fantástica página que he encontrado sobre estos temas que es Acercándonos al LHC), así que se pueden seguir sin tener grandes conocimientos en la mayoría de los casos.


NOTA A FÍSICOS
Esta entrada está escrita a "vuelapluma", ya que es un tema muy complicado que no domino en profundidad aún (estoy en ello). Por ello sé que aquellos que han estudiado electrodinámica cuántica y/o el modelo estándar, estarán horrorizados y con las manos en la cabeza. Sin embargo, creo que puede ser útil para gente que no sepa de estos temas, explicarlo de esta forma tan "horriblemente sencilla" y conseguir algo de interés por temas tan apasionantes. Es por esto que me he lanzado a la piscina de esta manera tan temeraria y por lo que pido "cuartel" de parte de aquellos que saben en profundidad y estudian estos temas.