La mula de Buridan y el bosón de Higgs

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“La mula de Buridan está hambrienta y le ofrecen dos pilas de paja, idénticas y colocadas a la misma distancia a su derecha y a su izquierda. La mula tiene que decidir una dirección para poder comer. Si nada favorece a alguna de las pilas y su mente es completamente determinista, la pobre mula se quedará en medio y acabará muriendo de hambre, a pesar de que su salvación esté tan cerca. Tomar de repente una decisión es un proceso de “rotura espontánea de la simetría” (nombre que recibe en teoría cuántica de campos). Al llegar a alguna de las pilas, la mula ya no percibe la simetría lateral (o “paridad”).”

Dibujo20130410 buridan mule - drinking

“El mecanismo de Higgs se explica con el ejemplo de la mula de Buridan sedienta en el centro de un abrevadero circular. Hay un conjunto continuo de posiciones favorecidas (de energía mínima) en cualquier lugar adyacente al abrevadero. Si sumamos todas las posiciones posibles (“configuraciones del campo de la mula”), estas posiciones favorecidas proporcionan contribuciones estables. Evaluando el valor de la expectación de su suministro de agua, se concluye que a la mula cuántica le va mejor que a su prima clásica; puede beber. Una vez que la mula ha llegado al agua, puede moverse libremente a lo largo del abrevadero y seguir bebiendo. Este tipo de movimiento mantiene la energía en un mínimo. La fluctuación correspondiente de la configuración del campo de la mula no tiene costo alguno de energía, así que corresponde a una partícula sin masa, conocida como el bosón de Nambu-Goldstone. Si ahora acoplamos el campo de la mula, que toma el rol del campo de Higgs, a otros campos, como el del electrón, el desplazamiento de la posición favorecida alejándose del centro (es decir ,de la configuración cero) genera la masa del electrón.”

Así nos lo cuentan Daniella Ayala García y Wolfgang Bietelnholz (Univ. Nacional Autónoma de México), en “Partícula de Higgs: ¿Qué es, y por qué la necesitamos tanto?,” Boletín de la Sociedad Mexicana de Física 26: 161-166, 2012. Confieso que recomiendo este artículo que ganó el Primer Concurso de Artículos de Divulgación de la Facultad de Ciencias Físicomatemáticas de la Univ. Michoacana de San Nicolás de Hidalgo por, entre otras razones, el ejemplo de la mula de Buridan. También recomiendo leer a Gerardo Herrera Corral, “Higgsteria,” Boletín de la Sociedad Mexicana de Física 26: 167-171, 2012.

Por cierto, me he enterado gracias a la traducción al inglés de Wolfgang Bietenholz, “The Higgs Particle: what is it, and why do we badly need it?,” arXiv:1304.2423, 8 Apr 2013.

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2 pensamientos en “La mula de Buridan y el bosón de Higgs

  1. Hola, es frecuente este tipo de explicaciones con la mula (ver lectures de Toni Pich en hep-ph, por ejemplo) para explicar la ruptura espontánea, pero justamente lo que esto nunca explica es justamente eso, porqué se elige un vació en particular dado que existe la simetría! Algo similar ocurre con las explicaciones del pandeo de una viga delgada sometida a presión (y algún defecto microscópico explicará la dirección de pandeo) o con los espines en ferromagnetismo (y algún efecto de borde explica la elección de la dirección de magnetización). Y en el caso del bosón de Higgs? Saludos

    • GG, el mecanismo de Higgs es un modelo fenomenológico y en su marco no hay explicación para la elección de un vacío particular (esta elección es aleatoria). Quizás algún día se descubra una teoría más allá del modelo estándar que lo explique (y que explique por qué el modelo estándar es como es).

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