Fa quasi dos anys moria Peter Higgs, que el 1964 havia predit el bosó de Higgs, una partícula que no es va trobar fins l’any 2012.
Fa quatre anys vàrem tractar de les partícules subatòmiques (El iris núm. 3959) i va quedar pendent d’explicar el bosó de Higgs.
El tema és complicat però convé conèixer algunes coses del seu descubriment.
El 1964 Higgs va escriure un article on proposava l’existència un nou camp que s’havia d’afegir als camps gravitatori i electromagnètic. Aquest camp explicaria les forces que dificulten l’acceleració dels cossos (inèrcia) explicant la propietat coneguda com a massa.
El 1967 Weinberg, Glashow i Salaam va incorporar la teoria de Higgs per unificar les forces electromagnètiques i nuclear feble. La unificació requeria dues partícules no conegudes.
BOSONS
Els bosons són partícules d’intercanvi que transmeten les 4 forces conegudes.
El fotó (sense massa) és el transmissor de les forces electromagnètiques.
El gravitó seria el transmissor de les forces gravitatòries, però encara no s’ha trobat.
El 1979 es trobaven gluons (sense massa) que són transmissors de les forces nuclears fortes (la força que manté els quarks units formant protons i neutrons).
El 1983 el CERN va trobar els bosons W i Z que havia predit amb la unificació.
A diferència del fotó i del gluó aquests bosons tenen massa.
Encara no sabien si existia el camp de Higgs que requeria un nou bosó: el bosó de Higgs.
Recordem l’equivalència entre massa i energia:
E = mc2
En física nuclear la massa de les petites partícules s’expressa en GeV/c2 (giga electró-volts dividit per la velocitat de la llum al quadrat).
La massa d’un electró (leptó) és 0,511 MeV/c2 (= 511.000 eV/c2 = 9,11·10-31 kg).
Pensàven que neutrí electrònic (leptó) no tenia massa. El 1983 es va trobar que té molt poca massa (menor que 1 eV/c2).
La massa dels bosons Z, W i H són de 91, 80 i 125 GeV/c2 (1 GeV = 1.000 MeV) aproximadament. Aquestes partícules tenen massa ja que interactuen amb el camp de Higgs.
El camp de Higgs no interactua amb el fotó i el gluó.
Per trobar el bosó de Higgs es va haver de construir un gran accelerador de partícules (LHC de Large Hadron Collider, o gran col·lisionador d’hadrons, amb un cercle de 27 km) que fa col·lidir feixos de protons contra feixos en sentit contrari que van els dos quasi a la velocitat de la llum. Han arribat a fer col·lisions de 13 TeV (1 TeV = 1.000 GeV = 1 milió de MeV = 1 bilió d’eV).
Hi ha diversos aparells per detectar les partícules formades per els milions de colisions que es fan cada segon. (ATLAS, CMS, LHCb i ALICE.
La durada del bosó de Higgs és molt petita, la seua vida mitjana és només de 1,56×10-22 s.
Els fotons i gluons, en canvi són estables.
Ja hi ha en projecte la construcció d’un accelerador FCC amb un cercle de 100 km per investigar energies superiors semblants a les condicions properes al Big Bang.
A l’any 2013 Higgs va obtenir el premi Nobel.
