Por qué el bosón de Higgs es una pieza fundamental en el modelo estándar

Me ha gustado mucho la charla de Alex Pomarol (UAB, Barcelona), “Electroweak Symmetry Breaking (EWSB). Status/Directions,” ICHEP 2012, 9th July, que nos resume lo que supone para los físicos teóricos el descubrimiento del Higgs anunciado el 4 de julio de 2012. Lo primero, euforia. Lo segundo, un gran número de nuevos resultados que hay que digerir. Hay que recordar las palabras de Alex que afirma que en un solo día se ha presentado más información sobre la ruptura de la simetría electrodébil que en los últimos 40 años.

¿Qué hace que el bosón de Higgs sea una partícula especial? No, no es que un editor le pusiera un título llamativo a la biografía del premio Nobel Leon Lederman. Tampoco lo es que encontrar esta partícula nos permita entender la condensación del campo de Higgs que llevó a que las partículas ganaran masa. Incluso en las teorías sin Higgs o con un Higgs compuesto, la condensación del campo de Higgs y el proceso de ruptura espontánea de la simetría se da igualmente y de forma muy similar (pues hay muchas pruebas indirectas de este fenómeno).

Tampoco el Higgs es una partícula especial porque sea una excitación del del campo de Higgs que nos permita explorar sus propiedades, porque en las teorías sin Higgs o con Higgs compuesto también hay excitaciones del vacío que nos permiten explorar el campo.

La razón por la cual el bosón de Higgs es una partícula fundamental en el modelo estándar es que sin esta partícula no se pueden realizar cálculos de precisión, porque hay vértices con grados de libertad longitudinales de los bosones vectoriales débiles que violan la unitariedad (dan probabilidades mayores de la unidad) a alta energía y bucles que conducen a valores infinitos. Sin un mecanismo que compense estos defectos el modelo estándar se hunde en el más profundo de los fangos. Si no existiera el Higgs tendría que existir física más allá del modelo estándar que compense estos defectos que implican el “suicidio” de la teoría.

La existencia del Higgs permite que el modelo estándar vuelva a mostrar una enorme capacidad predictiva, pues los vértices que rompían la unitariedad dejan de hacerlo si hay un bosón de Higgs que medie entre ellos y los bucles con Higgs compensan con su signo a los bucles que daban resultados infinitos. El modelo estándar con un bosón de Higgs recupera todo su poder predictivo y evita su suicidio temprano a baja energía; obviamente, a muy alta energía el modelo estándar puede ser estable, metaestable o incluso inestable en función de la masa que tenga el Higgs (para un valor de 125 GeV todo apunta a que es metaestable hasta la escala de Planck y estable hasta la escala GUT, lo que está muy bien).

Por cierto, para que el modelo estándar sea consistente gracias al bosón de Higgs es necesario que el acoplamiento del Higgs a los bosones W y Z, así como a los fermiones (quarks y leptones) sea exactamente el predicho por la teoría. Si no coinciden con la predicción teórica no estaremos ante el bosón de Higgs sino ante un primo del Higgs (en inglés se suele decir un “impostor”). En el descubrimiento del Higgs publicado el 4 de julio solo se comprobó que el acoplamiento a los fotones y cierto acoplamiento a los bosones Z coinciden (con errores del orden del 10% con las predicciones teóricas), pero falta comprobar muchos otros acomplamientos. Para finales de diciembre de 2012 habrá colisiones suficientes en el LHC para que los análisis verifiquen si los acomplamientos del Higgs a los bosones W, Z y a algunos fermiones coinciden con los esperados y permiten asegurar que se trata del bosón de Higgs del Modelo Estándar. Por cierto, comprobar todos los acoplamientos a todas las partículas del modelo estándar es imposible en el LHC y solo se pueden comprobar algunos, por lo que se requiere un colisionador lineal de leptones para estudiar en completo detalle la física del Higgs.

Obviamente, un bosón de Higgs no es suficiente para salvar al modelo estándar y mantenerlo válido hasta una energía en la escala de Planck, porque el Higgs es una partícula escalar (no lineal) que puede interaccionar consigo misma y es necesario algún mecanismo que controle estas autointeracciones a alta energía, pues lo natural es que aparezcan divergencias. Como siempre para corregirlas lo más fácil es introducir nuevas partículas que las compensen.

La consistencia a alta energía del modelo estándar se puede corregir gracias a la supersimetría, incluso en su versión más sencilla, el modelo supersimétrico mínimo o MSSM, que introduce un segundo doblete en el sector de Higgs, con lo que en lugar de un bosón aparecen cinco. Lo importante es que hay dos bosones escalares neutros (h y H) cuyo efecto común compensa las divergencias debidas a la existencia de un solo bosón escalar a alta energía. El modelo MSSM además introduce un bosón pseudoescalar A y dos bosones de Higgs cargados H+ y H-. Por supuesto, además de la supersimetría hay muchas otras soluciones al problema de metaestabilidad del modelo estándar, incluso la posibilidad de que ni siquiera sea un problema tan grave como para que requiera una solución (por ejemplo, algunas propuestas para la gravedad cuántica indican que tiene efectos incluso a una escala de energía tan baja como la escala GUT, donde empezaría a fallar el modelo estándar).

Un bosón de Higgs con una masa de 125 GeV es ideal tanto para los físicos experimentales, como para los físicos fenomenológicos, como incluso para los físicos teóricos. Para los primeros porque permite explorar en los colisionadores casi todos los acoplamientos del Higgs con casi todas las partículas disponibles. Para los segundos porque la auto-interacción del Higgs consigo mismo (mH²= λ v²) nos da un valor de λ≈0,26, suficientemente pequeño como para que la física del Higgs sea fácilmente calculable con gran precisión utilizando la teoría. Y para los últimos porque es una masa compatible con el modelo estándar, con el rango alto de los modelos supersimétricos MSSM y con el rango bajo de los modelos con Higgs compuesto. Por tanto, todos los físicos teóricos estarán contentos porque su trabajo no tendrá que ser tirado a la basura (por ahora).

Por supuesto, el LHC le está dando tortas por todos lados al modelo MSSM y hoy en día solo le queda un pequeño resquicio para poder respirar. Sin embargo, pasar al siguiente modelo NMSSM (next-to-minimal supersymmetry model) para arreglar el desaguisado (así que la SUSY en general está sufriendo poco con los resultados del LHC).

En resumen, con el descubrimiento del Higgs se ha iniciado una nueva era en la física, la de la física del Higgs, en la que tendremos que estudiar todas sus propiedades con gran precisión con objeto de descubrir cualquier pequeña desviación respecto a las predicciones del modelo estándar que nos guíen hacia el futuro de la física del siglo XXI, hacia el modelo que sustituya al modelo estándar.

“Sit down before fact as a little child, be prepared to give up every preconceived notion, follow humbly wherever and to hatever abysses nature leads, or you shall learn nothing.” Thomas Henry Huxley

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30 pensamientos en “Por qué el bosón de Higgs es una pieza fundamental en el modelo estándar

  1. Puede ser una pregunta tonta ,pero ,dices que en la teoría de Peter Higgs y los otros jeje, le dieron un valor al Higgs de aproximadamente los 125 Gev y que con ese valor da la posibilidad de hacer predicciones ,que clase de predicciones ??? Teoría M? Gravedad cuántica? Super simetría??? O a nadie se le ocurrió seguir calculando ( cosa que me extrañaría mucho) gracias por ayudarnos a comprender, te lo dice alguien deseoso de aprender.

    • Meyser, seguro que no me he explicado bien. Para calcular ciertas colisiones en el modelo estándar es necesario incluir el Higgs o en su lugar se obtienen sinsentidos (al tener en cuenta las componentes del campo de los bosones W y Z que le dan masa, las componentes longitudinales). Por eso se ha buscado con ahínco el Higgs, por su importancia.

      Otra cosa diferente es determinar la masa del Higgs. Es un parámetro clásico libre (puede tener cualquier valor positivo) y tiene correcciones cuánticas no acotadas (cuyo resultado puede ser cualquier valor posible), luego nadie puede predecir (dentro del modelo estándar, claro está) qué valor tiene la masa del Higgs. Solo el experimento (aunque como influye en otras partículas y en la estabilidad del modelo estándar se puede acotar su masa, pero las cotas son bastante pobres).

      Ni Higgs ni ninguno de los otros descubridores pudo estimar la masa del Higgs, entre otras cosas porque la teoría electrodébil aún no existía (faltaban 3 años para que su trabajo sirviera para algo). Weinberg y Salam tampoco pudieron estimar la masa, por lo dicho en el párrafo anterior, ni Ellis en los 1970, etc.

      Por otro lado, en esta entrada solo se habla del modelo estándar. Nadie sabe calcular colisiones a baja energía (como las del LHC) ni en teoría M, ni en gravedad cuántica, ni en supersimetría general (en modelos concretos, como MSSM si se sabe).

  2. Asumiendo que el Bosson de Higgs es el engranaje que faltaba para la Fisica Estandar esperamos que ahora se de un impulso a la teoria del campo unificado y la teoria M y otras.

  3. La verdad es que mi amigo Alex ha preparado una charla magnífica y tu presentación en el blog es muy buena, Francis. Enhorabuena!

    ( solo corrige “…hay dos bosones escalares neutrinos (h y H)…”, porque no son neutrinos, sino neutros )

    Realmente va a ser una tarea importante estudiar los acoplamientos del Higgs-like a fermiones y bosones, incluido el autoacoplamiento y se preve una física muy interesante en los próximos años, complementarios entre LHC y futuros colisionadores leptónicos, para los que ya llevamos trabajando desde hace casi diez años.

    • Alberto, en mi opinión lo más interesante será el autoacoplamiento del Higgs y quizás por ahí venga nueva física respecto el modelo estándar mínimo.

  4. Esta claro que se abre una nueva época en la física de partículas y el día 4 marcará un antes y un después en esta disciplina. Si en unos meses descubriéramos que la partícula encontrada es el h0 neutro más ligero de la supersimetría entonces el hallazgo pasaría de muy importante a constituir uno de los hallazgos más grandes de todos los tiempos.
    Con respecto a como explicar a los no físicos que es el Higgs y que es lo que hace tropezamos con un inconveniente fundamental: las matemáticas. Sin conocer algo de las matemáticas de la QFT no se pueden seguir los detalles de como funciona el mecanismo de Higgs. Física y matemáticas están intimamente entrelazadas, el núcleo de la física y del funcionamiento del Universo son las matemáticas, éstas “fabrican” las relaciones entre entidades abstractas (los campos y sus interacciones en este caso) y la física relaciona estas entidades abstractas con cosas “reales” o físicas. El problema está en intentar interpretar estas relaciones en términos de cosas conocidas, un campo en física de partículas no tiene una analogía concreta con nada cotidiano. Es normal que esto produzca perplejidad al público en general: ¿Como es posible que toda esa lista de fórmulas y símbolos abstractos explique como funciona el Universo en su nivel más elemental?
    En mi opinión una de las claves es la simetría: el Universo funciona siguiendo profundas leyes de simetría como la simetría Gauge y la simetría Lorentz. Esta característica la hace “descriptible” a través de las matemáticas.

  5. A mi mujer el otro día le intenté explicar el mecanismo de Higgs (yo no soy experto ni de lejos) y me salió algo como esto: “Una partícula con masa se distingue de una partícula sin masa por los grados de libertad: una partícula sin masa como el fotón solo tiene 2 grados de libertad, una partícula con masa tiene más grados de libertad (es como si la masa fuese una especie de “dimensión adicional” o un grado de libertad interno en el que se mueve la partícula y que produce que al medir su velocidad efectiva esta sea inferior a c). Pues bien, antes de romperse la simetría las partículas no tienen masa, al romperse la simetría (analogía con el cambio de fase del agua, etc) un campo llamado campo de Higgs cede 3 de sus 4 grados de libertad a 3 de las 4 partículas
    sin masa de forma que estas 3 partículas (W+, W- y Zo) adquieren un nuevo grado de libertad y por tanto masa. El otro grado de libertad que queda se presenta como un campo escalar que es
    precisamente el Higgs que se descubrió el día 4”
    Por supuesto mi mujer me mandó a la mierda y yo lo entendí perfectamente ya que estas cosas parecen “ciencia ficción” para la gente totalmente ajena a la física de partículas (incluso para los
    físicos a veces me atrevería a decir).

    • Pues lo has explicado muy bien, bastante mejor que lo que se suele decir por ahí de lo qué es el bosón de Higgs.
      Por ejemplo, que el bosón de Higgs da masa a las partículas no es correcto y está muy extendido, incluso por físicos de part´çiculas tratando de divulgar.

      • Muchas gracias Alberto y enhorabuena por vuestro trabajo en este, más apasionante que nunca, campo de la física de partículas.

  6. Por cierto, ayer en la biblioteca ojeando la revista “Investigación y Ciencia” del mes de Julio me quedé sorprendido al ver un artículo sobre un método que en teoría mejora sustancialmente el método de los diagramas de Feynman en QCD. El método se llama “método unitario” y ha sido propuesto por 3 físicos: Dixon, Bern y otro. Parece ser (no tuve tiempo de leerlo a fondo) que este método permite anular las correcciones debidas a los bucles de partículas virtuales y permiten hacer cálculos que hasta ahora eran imposibles por su complejidad. Lo increíble es que permite incluir a la gravedad y la gravedad se comportaria ¡Como una doble copia de la fuerza fuerte! Los gravitones serían equivalentes a una doble interacción entre gluones.
    Hoy buscando en internet más información parece ser que este método no es tan nuevo e incluso se usa ya en el LHC. Parece ser que esta relacionado con la supergravedad y aún no está demostrado su validez con muchos bucles… ¿Alguien sabe si realmente esto es algo nuevo y si realmente es algo importante en el campo de la gravedad cuántica? Más información en:
    http://string.lpthe.jussieu.fr/cargese/2010/talks/bern_cargese10_1.pdf y http://arxiv.org/abs/1201.5366

    • Planck, no sé mucho sobre este asunto (quizás debería estudiarlo, pero nunca me he puesto en serio). Así que toma mi respuesta (algo ácida) con alfileres.

      Como ya sabrás el futuro de la física fundamental siempre sigue dos caminos paralelos que a veces se cruzan, el de las herramientas matemáticas y el de los descubrimientos experimentales.

      La gran contribución de la teoría de cuerdas (ST) a las teorías cuánticas de campos (QFT) es romper la igualdad entre QFT y diagramas de Feynman, entre QFT y teoría de perturbaciones. Incluso la QCD necesita herramientas no perturbativas, pero no las tenemos. Se intuye que hay algo grande escondido en la QCD pero no se sabe qué es y si realmente lo hay.

      Varios investigadores de QFT descubrieron relaciones sorprendentes en sumas largas de diagramas de Feynman a finales de los 1980 (que entonces servían para muy poco) y retaron a los teóricos de cuerdas a explicarlas. No cogieron el testigo hasta principios de los 2000, cuando la losa del problema del landscape les hundió en el fango y cuando el único resquicio que veían era la dualidad gauge/gravity (CFT/AdS), la famosa conjetura de Maldacena.

      Estas nuevas técnicas (más cerca de lo no perturbativo que de lo perturbativo) son el “método unitario” y sus variantes. Este método ha tenido muchos logros, como demostrar la finitud de la N=4 superYang-Mills hasta 4 bucles (no sé si ya han logrado 5 bucles, pero la opinión de los expertos es que será imposible demostrarlo con 7 bucles). También hay algún software usado en el CERN que usa estas herramientas, pero los físicos de partículas todavía le tienen mucha tirria a estos software tan exóticos y no se usan tan a menudo como da a entender el artículo en IyC.

      Ver una teoría AdS como una doble copia de una QFT es básicamente lo que conjeturó Maldacena. El método unitario, sobre todo cuando es practicado por los cuerdistas, suele darle mucha importancia a esto, pero nadie sabe qué significa, si es que significa algo, y hay otros practicantes del método que creen que es algo circunstancial y que no aporta nada nuevo a la física.

      En resumen, los cuerdistas practicantes del método unitario afirman, como ya lo hacían con la ST, que hay algo grande oculto en lo que hacen y que el secreto de la física más allá del modelo estándar (y de una gravedad cuántica) está en lo que ellos hacen. Pero por ahora hay mucho humo y pocas nueces.

      Hay charlas muy buenas sobre el tema de Arkani-Hamed (http://www.quantumdiaries.org/2010/10/04/scattering-amplitudes-and-beyond/). Si la ST era el futuro de la física de partículas, ahora lo es el método unitario (practicado por cuerdistas).

      No sé, yo ya no me creo nada que sea solo herramientas matemáticas, sin una luz por parte del experimento, sin que la propia Naturaleza alumbre el camino. No me parece suficiente la belleza matemática como única luz.

      PS: Arkani-Hamed, “Introduction to Scattering Amplitudes” Son 5 charlas con un total de unos 9:30 horas de curso. Yo solo he visto la primera (aunque también he visto otras conferencias sobre el mismo tema). Los enlaces directos:
      http://www.cornell.edu/video/?videoID=1218
      http://www.cornell.edu/video/?videoID=1219
      http://www.cornell.edu/video/?videoID=1220
      http://www.cornell.edu/video/?videoID=1221
      http://www.cornell.edu/video/?videoID=1222

      • Francis, muchas gracias por tu explicación y por los enlaces. Coincido en que la belleza matemática es condición necesaria pero no suficiente. Parece claro que el método unitario no es la panacea aunque haya logrado ciertos avances, el camino hacia la gravedad cuántica (si se logra) va a ser muy duro.

  7. Cuando se habla de simetría de qué estamos hablando, ¿de una figura geométrica armoniosa y homogénea o de la simetría de un campo y su potencial? En el caso del Higgs se da una paradoja aparente: se rompe la simetría pero el potencial del campo dona masa a tres partículas.

    • Artemio, simetría significa cambiar algo en el problema sin que afecte a su física. Por ejemplo, en electromagnetismo puedes cambiar la carga de todas las partículas de un sistema y su física no nota el cambio, o puedes reflejar los movimientos de todas las partículas en un espejo sin que la física (al otro lado del espejo) cambie nada de nada.

      En matemáticas las simetrías se representan mediante la teoría de grupos (tanto continuos como discretos). Klein sugirió al final del s. XIX que geometría e invarianza respecto a un grupo son conceptos equivalentes. Por tanto, las simetrías están relacionadas con la geometría abstracta, pero las simetrías internas tienen una interpretación geométrica que no es intuitiva, pues no son visualizables geométricamente como lo son las simetrías geométricas del espaciotiempo.

      En el caso del Higgs no hay ninguna paradoja. La rotura de la simetría no es en las ecuaciones, sino en las soluciones de las ecuaciones (por eso se habla de rotura espontánea de la simetría). Una solución (para el vacío el campo) cambia en una transición de fase y pierde ciertas simetrías. El cambio provoca la aparición de interacciones entre el campo y otras partículas, que antes del campo no se daban.

      Decir que “el potencial del campo dona masa” no es correcto (aunque mucha gente dibuje la transición de fase como una “bolita” que cae en una potencial en forma de culo de botella). Recuerda, no cambia la simetría del potencial del campo, cambia la simetría de una solución para las ecuaciones del campo (la solución más simétrica se vuelve inestable y el sistema tiende a una solución menos simétrica pero más estable).

  8. Yo me encuentro más cómodo pensando en el campo de Higgs y a las partículas en interacción con los bosones del campo. Se deduce naturalmente que las partículas que son afectadas por él modifican su movimiento y se necesita más energía para acelerarlas, energía que pueden manifestar al interactuar con otras partículas y a la que nos referimos como masa. Es en este sentido inercial como yo supongo que actúa el campo de Higgs. ¿Me equivoco? Lo que todavía no consigo comprender es cual es la fuente de energía .

    • Lego, tus reflexiones no están muy descaminadas. El problema es que quieres plantear en términos clásicos algo que es cuántico. Es un problema general al tratar de dar explicaciones divulgativas de estos conceptos.

      La realidad es que el campo de Higgs tiene cuatro componentes, tres de las cuales ( los llamados bosones de Goldstone) se manifiestan, de hecho, como los términos de masa de los bosones de la interacción electrodébil W+,W- y Z. Es por ello, como indica Alex Pomarol, que aparecen nuevos grados de libertad que son las componentes longitudinales de estos bosones de interacción que no existirían si no tuvieran masa, como ocurre en el caso del fotón.

      Las masas de los fermiones ( quarks, electrón, etc…) se obtienen “ad-hoc” a través del acoplamiento (interacción) entre el campo de Higgs y ellas mismas.

      El cuarto grado de libertad del campo de Higgs es el llamdo bosón de Higgs, cuya existencia es también fundamental, como indica Alex, para que la teoría sea consistente y no se “suicide”

      • Gracias por la respuesta, Alberto. Como el enfoque clásico es para mí un lastre imposible de eliminar, continuamente recurro a él, sin advertirlo, para encontrar un punto de apoyo.
        Continuaré leyendo el blog con la misma pasión con que hasta ahora lo he hecho: es el mejor. Eso si, jamás os atribuiré mi interpretación de los artículos.
        Una ultima, y retórica, pregunta. ¿Cómo se consigue aceptar que el electrón, ese del efecto fotoeléctrico y del microscopio electrónico, NO ES MÁS que la ecuación de Dirac o la de Klein-Gordon?

      • Lego, el electrón, como cualquier otro “fermión” elemental se describe en la Teoría Cuántica de Campos ( el formalismo matemático que empleamos en Física de Partículas) mediante una solución de la ecuación de Dirac. No podemos suponer que es una especie de pelotita clásica, sino una “expresión” que es solución de una ecuación, la de Dirac. Esta solución tiene una serie de propiedades intrínsecas, los llamados números cuánticos, que caracterizan la diferencia entre diferentes fermiones, todos ellos soluciones de la ecuación de Dirac.

        Por su parte las soluciones de la ecuación de Klein-Gordon son los bosones elementales de spin 0 (escalares, por ejemplo, el propio bosón de Higgs)

        Los fotones (bosones vectoriales, con spin 1 y masa nula) son la solución de la ecuación del campo electromagnético.

        Los bosones vectoriales de masa no nula, como W y Z son la solución de la ecuación de Proca

        Bueno, ésto es una explicación técnica ( y a la vez simplificada, porque necesitaría mucho formalismo para explicártelo con mayor rigor). La física cuántica es así y los resultados que observamos nos indican que es el formalismo correcto, mientras no se demuestre lo contrario.Como dices, establecer un análogo clásico puede ayudar a explicarlo de forma divulgativa, pero siempre como un símil, porque si vamos más allá implicaría contradicciones.

      • es un placer colaborar en este blog siempre que tengo tiempo para ello

  9. Francis, gracias por la respuesta. Lo que reflexiono es acerca de las simetrías internas, sobre la hipotética simetría que puede tener el campo de Higgs. En este campo hay cierta paradoja en tanto su valor es cero pero no su potencial.

    “Decir que ““el potencial del campo dona masa”” no es correcto”.

    ¿Pero no se dice que el campo de Higgs es donante de masas? ¿Qué da masa entonces a algunas partículas si no es el campo de Higgs?

    • Artemio, explicar estas cosas sin matemáticas a veces lleva a grandes dificultades con el lenguaje.

      Los fermiones (partículas de espín semientero) adquieren masa por interacción con el vacío del campo de Higgs (son partículas desnudas que al revestirse del vacío adquieren masa, es decir, por interacción con los bosones de Higgs virtuales del vacío del campo).

      Los bosones vectoriales adquieren masa por “comerse” (adquirir) grados de libertad del Higgs que en lugar de vibrar de forma independiente a las componentes transversales de dichos bosones se ponen a vibrar en “consonancia” con ellas como si fueran sus componentes longitudinales (los campos de los bosones W y Z pasan de tener solo dos componentes a tener tres componentes, siendo la tercera a lo que antes era una componente del campo de Higgs).

      El propio Higgs adquiere masa por autointeracción con el propio campo (término clásico) corrigida con efectos cuánticos.

      Para los fermiones hay bastante libertad pues hay una constante de acoplamiento (entre el campo de Higgs y el campo fermiónico) que permite ajustar la masa sin mayores problemas.

      Para los bosones W y Z, sin embargo, todo está perfectamente encajado, como piezas de un puzzle, y los números tienen que ser los que tienen que ser y la desintegración del campo de Higgs en W, Z y en fotones está muy restringida por la teoría.

      En resumen, ¿quién la masa a las partículas? Decir que las da el “potencial del campo” no me parece una descripción “correcta” de lo que pasa… pues en ningún momento aparece dicho “potencial” en los términos de masa. El potencial solo influye en la autointeracción del Higgs consigo mismo (la masa del Higgs) y solo a nivel clásico.

      El potencial es importante para entender de forma fenomenológica la transición de fase electrodébil en cosmología, pero su relación con la física de partículas es más bien circunstancial.

  10. Francis, ¿en este artículo hablas del canal H –> W- + W+?, sin embargo este canal creo que impide la conservación del isospín. ¿Cómo puede entonces el Higgs corroborar la teoría standar de partículas elementales que nos habla precisamente de la conservación de ese isospín?.
    Saludos,
    Antonio.

    • Antonio, ¿impide la conservación del isospín? ¿Por qué? W- y W+ tienen isospín opuesto y la costumbre es asociar al Higgs isospín cero.

      Por cierto, el isospín no tiene mucho sentido para el Higgs masivo una vez que se rompe la simetría electrodébil. No es una simetría exacta una vez se rompe la simetría.

      El canal WW permite comprobar con gran precisión que el Higgs corresponde al predicho por el modelo estándar pues su sección eficaz y la del canal ZZ están relacionadas y muy restringidas en el SM.

  11. Francis, gracias por tu paciencia. Ya veo que este asunto es complejo porque hay en liza muchas variables: partículas virtuales y desnudas, vibraciones independientes y consonantes, el concepto mismo de vacío (recuerdo un comentarista que se preguntaba sobre este vacío no hace mucho), escenarios clásicos corregidos por efectos cuánticos, etc.

    “En resumen, ¿quién la masa a las partículas? Decir que las da el ““potencial del campo”” no me parece una descripción ““correcta”” de lo que pasa… pues en ningún momento aparece dicho ““potencial””en los términos de masa. El potencial solo influye en la autointeracción del Higgs consigo mismo (la masa del Higgs) y solo a nivel clásico”.

    Entonces, lo que se llama campo de Higgs está directamente relacionado con la energía de ese campo, conforme baja su energía el campo deja de tener valor nulo y aparecen las partículas de Higgs. Esto es lo que me parece relevante, que hay un campo que en función de su potencial dona masa a algunas partículas, o al menos puede donarla (ya sé que no consideras correcta la imagen). Sin embargo, más allá de los errores y de la complejidad y dificultad del cálculo matemático implicado en este asunto, me parece una idea atractiva que un campo X, llámese Higgs o tenga otro nombre, nos ponga en la pista de un proceso clave de la naturaleza, coincida o no con el modelo estándar. Veremos que da de sí esta cuestión.

    Saludos

    • las masas de los bosones de interaciion electrodebil W y Z son prporcionales al valor del estado fundamental del campo de Higgs,
      , el que se calcula al estudiar el minimo del potencial del campo de higgs.

  12. Alberto, no entiendo bien tu comentario. ¿Es lo mismo el potencial mínimo que el valor cero para el campo? Por lo poco que sé de este asunto, el valor del campo de Higgs es nulo, no así su potencial. Pero si el valor del campo deja de ser cero en función de su potencial, este mismo potencial da masa a tres partículas, los bosones que mencionas y la propia partícula de Higgs. El proceso de donación de masas exige que el valor del campo no sea nulo, entonces tenemos un campo, más que una partícula, donante de masas.

    • el minimo del potencial del campo de higgs corresponde a un valor diferente de cero del campo de higgs,es lo que debe ocurrir para que haya rotura espontanea de simetria. Este nos define el estado fundamental que definimos como el “vacio”
      en el caso del campo de higgs del modelo estandar electrodebil el campo es un doblete escalar complejo, con cuatro componentes, pero como hay una simetria,
      mediante una transformacion podemos escoger un estado vacio en el que solo una de las componentes sea no nula. Decimos que trabajamos en la “gauge” unitaria.
      una excitacion de ese estado nos introduce cuatro componentes bosonicas,pero solo una es fisica,el boson de higgs. las otras tres son bosones de goldstone y no son fisicos sino que estan contenidos en los terminos de masa de los bosones W y Z. Por eso se utiliza el simil de que la masa de los bisones W y Z surge de “comerse” los bosones de Goldstone
      espero que se acuerden de Goldstone cuando den el nobel

  13. Desconocía la fagocitosis de los bosones de Goldstone. Después de tu explicación entiendo mejor esta cuestión. Gracias.

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