A propósito del bosón de Higgs

Hace unos días, parece ser, que se ha demostrado la existencia del llamado bosón de Higgs, partícula elemental que, según los expertos, explica la adquisición de las diferentes masas de otras partículas elementales, como electrones, quarks, etc. En realidad la demostración de esta partícula, demuestra también la existencia del campo de Higgs, inductor de estas masas. Veamos algunas explicaciones de todo ello, tomado de wikipedia.

El campo de Higgs es un campo cuántico, que, de acuerdo con una hipótesis del modelo estándar de física de partículas expuesta por el físico Peter Higgs, permearía el universo entero, y cuyo efecto sería que las partículas adquiriesen masa, debido a la interacción asociada de partículas elementales, con el bosón de Higgs y que por la interacción consigo mismo también "adquiriría" masa.

En teoría cuántica de campos las entidades fundamentales no son las partículas sino los campos, como el campo electromagnético. Hay soluciones de las ecuaciones de la teoría cuántica de campos que representan las oscilaciones cuantificadas de estos campos. Estas oscilaciones son referidas por el término general de "partículas". Las oscilaciones en el campo electromagnético son llamadas fotones; en el campo de Higgs se denominan bosones de Higgs.

El Modelo estándar de física de partículas incorpora un mecanismo que dota de masa a las partículas. Conocido como el mecanismo de Higgs. Usando el mecanismo de Higgs encontraron que los portadores de la interacción débil, los bosones W y Z, tienen grandes masas, mientras que los portadores correspondientes de la fuerza electromagnética no tienen ninguna masa.  Pero en el mecanismo de Higgs, la masa no es generada en la partícula por una milagrosa creación "de la nada" sino que es transferida a la partícula desde el campo de Higgs, que contenía esa masa en forma de energía. Por acoplamiento con este campo una partícula sin masa adquiere energía potencial y, por la relación masa-energía, adquiere masa. Mienrtas mas fuerte el acoplamiento, más masiva la partícula.

La forma en que las partículas adquieren masa a través de la interacción con el campo de Higgs es análoga al papel secante absorbiendo tinta. Trozos de papel secante representan partículas individuales y la tinta representa energía. Diferentes partículas "se empapan" de diferentes cantidades de energía, dependiendo de la capacidad de "absorción de energía" y de la fuerza del campo de Higgs.

La explicación de la adquisición de masa de las partículas elementales por su interacción con el campo de Higgs deja varios interrogantes y no acaba de proporcionar una teoría satisfactoria que unifique las cuatro fuerzas de la naturaleza (fuerte, debil, electromagnética y gravitatoria), teoría que persiguen con insistencia los físicos.

Para tratar de entender la estructura del universo hay que partir de su origen, de la "gran explosión" y como, a partir de élla, se ha ido formando  y transformando la energía en materia y viceversa, el espacio y el tiempo. Según este modelo del "big bang", aceptado actualmente, un gran acúmulo energético explosionó y se expandió, primero de forma inflaccionaria, y después, más pausadamente y se fue formando, como consecuencia de esa expansión, el espacio-tiempo por un lado y por otro, a medida que descendía la temperatura, la energía inicial fué originando las partículas materiales, cada vez mas complejas: quarks, electrones, neutrinos, protones, neutrones, atomos...

¿Es el campo de Higgs un campo cosustancial a la expansión del universo? ¿Es o forma parte del tejido invisible que mantiene unido todo lo que hay en el cosmos a medida que se expande? Las partículas materiales elementales que se van formando  a partir de la energía que se enfría con la expansión van adquiriendo más o menos masa según como interaccionen con este campo ¿expansional? de Higgs.

Por otro lado, está la teoría de las cuerdas, que habría que acoplar a este modelo de expansión y formación de materia. Las minúsculas cuerdas vibratorias son los embriones a partir de los cuales se forman todas las partículas materiales. ¿Parten estas cuerdas de la energía inicial de expansión y según vibren originan las diversas partículas materiales?

¿Y como se compagina la física cuantica que rige lo muy pequeño, es decir, las partículas subatómicas de las que hablamos? ¿Y la fuerza dela gravedad y su campo gravitatorio, que gobierna las estructuras a mayor escala? ¿Deriva el campo gravitatorio, que provoca la deformación del espacio-tiempo según la masa de los objetos materiales del campo de expansión? ¿Y el campo electromagnético derivado de la fuerza electrodebil que hace posible la radiacción electromagnética? ¿Será también una consecuencia de la expansión del Universo y aparece con las partículas cargadas y los fotones?

Son preguntas que no están del todo resueltas y que estimulan el trabajo de los físicos que tratan de teorizar sobre la realidad del cosmos.