Leonard Susskind nos cuenta qué son el campo y el bosón de Higgs

Como muchos ya sabéis, Lenny Susskind imparte cursos de adultos (como ya hacía Richard Feynman) en los que cuenta conceptos muy complicados de física a un público general (alumnos y exalumnos de la Univ. Stanford). Este vídeo titulado «Demystifying the Higgs Boson» es un buen ejemplo. Lenny nos explica qué es un campo, qué es al vacío de un campo, qué es la masa, cómo le da masa el campo de Higgs a los fermiones y cómo le da masa a los bosones vectoriales. Sin fórmulas matemáticas, pero con las ideas correctas. Algunas de las metáforas que usa ya las he añadido a mi bolso de metáforas sobre el Higgs. Muy recomendable esta charla.

Ciencia en el Bulebar: “La atribulada existencia del Bosón de Higgs»

Ayes martes, 22 de octubre, se inauguraron las charlas Ciencia en el Bulebar, un bar en Alameda de Hercules 83 (Sevilla), con la conferencia de Enrique F. Borja, «La atribulada existencia del Bosón de Higgs,» [30 minutos]. Enrique es famoso por que sus charlas son muy divertidas, y por sus blogs «Cuentos Cuánticos» y «Es extraño…» Radio Alcosa lo emitió en directo con muy buen sonido (el podcast ya está disponible) y puedes ver las transparencias de Enrique en su web. También fue emitido por youtube, aunque la imagen y el sonido no son tan buenos.

Por cierto, los responsables de la iniciativa son Clara Grima y Alberto Márquez, colaborando la Universidad de Sevilla, Radio Alcosa y el bar Bulebar. Espero que disfrutes de la charla y no olvides visitar el Bulebar si pasas por Sevilla.

Francis en @TrendingCiencia: Philip Anderson, el Higgs y la «higgsogénesis»

Algunos lectores de este blog se han preguntado quién es Philip Anderson y qué tiene que ver con el bosón de Higgs. Te lo cuento en mi nuevo podcast para Trending Ciencia, que también discute la «higgsogénesis» como explicación de la asimetría materia-antimateria.

Confirmado, como ya predije, el Premio Nobel de Física de 2013 ha sido otorgado a dos de los tres físicos teóricos que formularon el mecanismo de Brout-Englert-Higgs que da masa a las partículas fundamentales y que predice la existencia del bosón de Higgs. François Englert, de la Universidad Libre de Bruselas, Bélgica, junto al ya fallecido Robert Brout, de la misma universidad, y Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo, Escocia, publicaron esta teoría en 1964 en la revista Physical Review Letters. Aunque mi predicción podía parecer fácil, mucha gente pensaba que el CERN, como institución, o el LHC, recibirían también el premio, o incluso que Philip Anderson, ya premio Nobel en 1977, o Tom Kibble, serían el tercer físico que acompañaría a Englert y Higgs, pero no acertaron. En este mi último podcast sobre el bosón de Higgs recordaré el papel de Anderson, y presentaré una curiosa idea, la «higgsogénesis» como explicación de la asimetría entre la materia y la antimateria.

Acceso gratuito a los artículos de F. Englert and R. Brout, «Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons,» Phys. Rev. Lett. 13, 321 (1964), y P. W. Higgs, «Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons,» Phys. Rev. Lett. 13, 508 (1964). La historia de Anderson, contada por sus propias palabras, en «Interview with Dr. Philip Anderson,» by P. Chandra, P. Coleman and S. Sondhi, 1999.

Sobre la higgsogénesis recomiendo Eugenie Samuel Reich, «‘Higgsogenesis’ proposed to explain dark matter,» News, Nature, 4 October 2013 (traducción al español). Siendo los artículos técnicos Geraldine Servant, Sean Tulin, «Higgsogenesis,» (Accepted in PRL) arXiv:1304.3464 [hep-ph], y Sacha Davidson, Ricardo Gonzalez Felipe, H. Serodio, Joao P. Silva, «Baryogenesis through split Higgsogenesis,» arXiv:1307.6218 [hep-ph].

Francis en Trending Ciencia: El campo de Higgs y la inflación cósmica

Ya puedes escuchar mi nuevo Podcast para Trending Ciencia sobre el bosón de Higgs (siento que mi voz no sea perfecta pero la tengo un poco tocada). Como siempre una transcripción del audio.

La teoría del big bang, la gran explosión, asume que el universo inició la flecha del tiempo y la expansión cósmica hace 13 800 millones de años. Hoy en día el universo es más grande de lo necesario para explicar por qué es tan homogéneo y tan isótropo a grandes escalas. El universo visible tiene un diámetro radio de unos 93.000 millones de años luz, un radio mucho mayor que lo que puede recorrer la luz durante toda su edad, 13.800 millones de años, ya que el universo está en expansión. La explicación más sencilla es la inflación cósmica introducida en 1981 por el físico Alan H. Guth y otros físicos (como Andrei Linde, Andreas Albrecht y Paul Steinhardt). Las inhomogenidades y las anisotropías en los primeros instantes de la gran explosión serían aplanadas por una hiperaceleración brevísima de la expansión del universo en los primeros instantes del big bang que daría lugar a un universo plano, homogéneo e isótropo, compatible con el análisis del fondo cósmico de microondas observado por el telescopio espacial Planck de la ESA. Hoy en día la inflación forma parte del modelo cosmológico de consenso y muy pocos cosmólogos dudan de su existencia.

Francis en Trending Ciencia: Las botellas de vino de Peter Higgs

Mi tercer podcast de la segunda temporada de Trending Ciencia lo puedes escuchar siguiendo este enlace, trata sobre la historia de Peter Higgs y su relación con el campo de Higgs y el bosón de Higgs. Peter Higgs ha impartido muchas veces su charla «My life as a boson» (mi vida como un bosón), en la que cuenta su temprana historia de amor con el bosón de Higgs. Cuando reciba el Premio Nobel de Física de 2013 tendrá que volverla a contar muchas veces. Hoy que estoy en Donostia / San Sebastián, en el evento de divulgación Naukas Quantum, con motivo del centenario del átomo de Bohr, aprovecharé una entrada que ya apareció en mi blog como guión para este podcast, que espero que te guste.

Más información en Peter Higgs, «My Life as a Boson,» Talk presented at Kings College London, Nov. 24th, 2010 [PDF]. Peter Higgs, «My Life as a Boson: The Story of “The Higgs”,» Asia Pacific Physics Newsletter 1: 20-21, Sep. 2012. Professor Peter Higgs «My Life as a Boson,» Lecture, Swansea University, YouTube Video, 12th July 2012. Peter Higgs «My life as a boson,» Talk, VIMEO Video, 2009. Professor Peter Higgs, «My Life as a Boson,» CERN, Video, 2012-05-17.

Francis en Trending Ciencia: Asuntos de familia del Higgs

Mi segundo podcast de la segunda temporada de Trending Ciencia lo puedes escuchar siguiendo este enlace, trata sobre el Higgs y su familia. No, no se trata de prensa rosa sobre el matrimonio de Peter Higgs, futuro ganador del Premio Nobel de Física de 2013. Si el tema te interesa, este podcast no resolverá tus dudas.

Todas las partículas del modelo estándar vienen en familias. Hay tres familias de leptones y tres familias de quarks. Hay una familia de cuatro bosones electrodébiles (incluyendo entre ellos el fotón) y una familia de ocho gluones. ¿Por qué el bosón de Higgs tiene que estar más solo que la una? Muchos físicos téoricos han propuesto modelos que incluyen toda una familia de bosones de Higgs. El modelo estándar sólo ha encontrado un bosón, el de menor masa en la familia, pero nada impide que existen otros miembros de mayor masa. Permíteme recordar estas ideas.

Más información en, por ejemplo, P. M. Ferreira, Rui Santos, «2HDM benchmarking,» PDF, Jun 18, 2013, Simon Köhlmann (on behalf of ATLAS and CMS), «Searches for Higgs in 2HDM at the LHC,» Workshop on Higgs and Beyond, Tohoku University, Sendai, Japan, 5th–9th, Jun, 2013 [slides].

Francis en Trending Ciencia: El Higgs invisible

Hoy se inicia la segunda temporada de Trending Ciencia. En este enlace puedes escuchar mi primer podcast sobre Física, que trata sobre el Higgs invisible. El 8 de octubre sabremos quién recibirá el Premio Nobel de Física de 2013. Bueno, en realidad ya lo sabemos, todas las apuestas apuntan a que lo recibirán el escocés Peter Higgs y el belga François Englert, que ya recibieron junto al CERN el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica de 2013. Por ello voy a dedicar mis primeros podcasts sobre Física para la nueva temporada de Trending Ciencia a hablar de diferentes aspectos de la física del bosón de Higgs.

Más información en Tommaso Dorigo, «Invisible Higgs Not Seen!,» AQDS, Sep 4, 2013; el artículo más reciente sobre la búsqueda del Higgs invisible es The CMS Collaboration, «Search for invisible Higgs decays in the VBF channel,» CMS PAS HIG-13-013, Aug 30, 2013. Más información técnica en las charlas de Monoranjan Guchait, «Looking for invisible Higgs signal at the LHC,» [pdf slides], y P. S. Bhupal Dev, «Invisible Higgs Decay to Light Sneutrinos,» [pdf slides], ambas en la 21st Int. Conf. on Supersymmetry and Unification of Fundamental Interactions (SUSY13), ICTP, Trieste, 26-31st August, 2013.

Reseña sabatina: “Odisea en el zeptoespacio” de Gian Francesco Giudice

Tras leer la reseña de Tommaso Dorigo, «A Zeptospace Odyssey – Gian Giudice’s Brilliant New Book,» AQDS, Jun 12, 2010, me costó varios meses, pero logré conseguir este estupendo libro sobre física de partículas en el LHC del CERN. Preparé un borrador de una reseña, pero no apareció en este blog (muchos de mis borradores corren la misma suerte). En aquel momento pensé que estaría muy bien que este libro fuera traducido al español, pero que eso nunca ocurriría. Nadie estaba interesado entonces en la física de partículas. Sin embargo, los neutrinos superlumínicos de septiembre de 2011 y el descubrimiento del Higgs en julio de 2012 han generado tal revuelo mediático que la física de partículas ya forma parte de los temas imprescindibles en la divulgación en español. Y como tal, la traducción de este libro era una necesidad. Luis Álvarez-Gaumé y Juan José Gómez Cadenas han luchado contra viento y marea para ello. Al final el libro ha visto la luz gracias a la plataforma de divulgación JotDown. Si te gusta la física de partículas, no puedes dejar de leer a Gian F. Giudice, «Odisea en el zeptoespacio,» JotDown Books, 2013.

La estabilidad del vacío del modelo estándar

La masa del bosón de Higgs y del quark top (cima) apuntan a que el vacío del modelo estándar es metaestable, aunque no estamos del todo seguros porque está en el borde entre estable y metaestable. Además, los errores son muy grandes, tanto los experimentales, sobre todo en la masa del quark top, como los teóricos, hay que extrapolar los cálculos hasta la escala de Planck y las correcciones de mayor orden podrían ser importantes. Quizás sea por puro azar, o quizás haya algo profundo oculto, pero las masas del Higgs y del quark top parecen ajustadas en un punto crítico doble en relación a la estabilidad del vacío. Nos lo contó Pier Paolo Giardino (Univ. Pisa / INFN Pisa), «Is that a Standard Higgs? And now?,» CP³ Origins, slides pdf / video flash. Su artículo técnico es Dario Buttazzo, Giuseppe Degrassi, Pier Paolo Giardino, Gian F. Giudice, Filippo Sala, Alberto Salvio, Alessandro Strumia, «Investigating the near-criticality of the Higgs boson,» arXiv:1307.3536 [hep-ph].

La escala de energía de la supersimetría más allá del alcance del LHC

Recordar es fácil para los viejos, olvidar es fácil para los jóvenes. A principios de los 1990 se pensaba que había una plétora de partículas supersimétricas con una masa inferior a la masa del bosón Z que resolvían de forma natural el problema de la jerarquía. Gracias a LEP sabemos que no es así. A principios de los 2010 muchos físicos pensaron que esas partículas tenían una masa al alcance del LHC, pero las colisiones a 8 TeV c.m. del año 2012 nos han mostrado que no es así. Sólo los más optimistas esperan una plétora de partículas supersimétricas al alcance del LHC con colisiones a 14 TeV c.m. aunque aún no tengamos ningún indicio. Los más realistas pensamos que a lo sumo cabe esperar una o dos partículas nuevas. ¿Por qué la supersimetría tiene que resolver el problema de la jerarquía? ¿No es más razonable que resuelva el problema de la inestabilidad del vacío del campo de Higgs? En dicho caso no podemos esperar que la escala de la supersimetría sea muy inferior a diez millones de TeV, un millón de veces más energía que la que se podrá alcanzar con el LHC. Nos lo cuenta, como no, Luis Ibáñez (Instituto de Física Teórica UAM-CSIC, Madrid), «The Scale of SUSY Breaking, the Higgs Mass and String Theory,» SUSY 2013, ICTP, Trieste, Aug 28, 2013 [slides pdf]. Algunas de las figuras de esta entrada están extraídas de Savas Dimopoulos (Stanford University), «States of BSM Theorists after LHC 8,» SUSY 2013, ICTP, Trieste, Aug 28, 2013 [slides pdf].