Cómo explicar el bosón de Higgs a un laico

En la teoría del Big Bang, resultó difícil incluir partículas que tuvieran masa. Entonces, algunos teóricos miraron para ver qué pasaría si todas las partículas tuvieran masa cero. La teoría funcionó! ¡Guauu! Pero no representaba la realidad.

Entonces Higgs y sus colegas encontraron una forma fascinante de manejarlo. ¿Qué pasaría si los electrones, los quarks, todas las partículas elementales fueran realmente sin masa? Tal vez lo son! Pero eso contradice la realidad. Podemos medir la masa del electrón.

Pero sabían que la masa aparente del electrón cambia cuando se mueve a través de un cristal (como el silicio o el cuarzo). Entonces, tal vez la masa del electrón es una ilusión. Los electrones se comportan como si tuvieran masa, pero en realidad no. Es solo que se están moviendo a través de una sustancia cristalina.

Esta sustancia similar al cristal finalmente se llamó el “campo de Higgs”. Llena todo el espacio, y es por eso que las partículas se comportan como si tuvieran masa.

¿Qué pasa con el universo primitivo? Los teóricos ya habían especulado sobre la creación de nuevos campos, y el campo de Higgs encajaba perfectamente. En el universo primitivo, el campo de Higgs era cero, en todas partes. Luego hubo una “transición de fase” en la que a través de la “ruptura espontánea de la simetría” el campo de Higgs crecería rápidamente y alcanzaría un valor constante, el valor que tiene ahora. Entonces, a partir de ese momento, todas las partículas tendrían una masa aparente.

¿Se puede probar esta teoría? ¡Si! En física cuántica, cualquier campo tendrá propiedades de partículas. Eso significa que deberíamos ser capaces de crear una partícula de Higgs en el laboratorio. Tendría propiedades bien definidas. La crítica sería que se pudriría principalmente en partículas muy pesadas que luego también se pudrirían.

El “descubrimiento” del Higgs verificó esta predicción. Adjunto una “foto” (representación generada por computadora) de un evento de Higgs, tomada por el equipo del laboratorio cerca de Ginebra, una foto que aparece en mi libro Now: The Physics of Time. (Claramente, mi libro habla de algo más que tiempo).

¿Por qué la partícula de Higgs se llama la “partícula de Dios”?

El apodo es pura invención. No hay nada en las ecuaciones matemáticas, en la interpretación de la física, en ninguna filosofía, ni en ningún texto religioso o tradición que conecte la partícula de Higgs o el campo de Higgs con ninguna noción de religión o divinidad. El profesor y ganador del Premio Nobel Leon Lederman, permitió que su libro sobre la partícula de Higgs se le asignara este título llamativo, ¡y de ahí el nombre!

¿Qué tiene de importante la partícula de Higgs?

Encontrar la partícula de Higgs es el primer gran paso hacia el objetivo principal: comprender las propiedades del campo de Higgs y por qué tiene un valor promedio distinto de cero.

Gran Colisionador de Hadrones

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se construyó para descubrir qué es el campo de Higgs (o qué son los campos de Higgs), cómo funciona (o funcionan) y si es (o son) elementales o compuestos. De hecho, LHC fue construido para hacer mucho más que descubrir el Bosón de Higgs, como …

  • Identifica la materia oscura
  • Busque dimensiones adicionales del espacio y agujeros negros microscópicos
  • Busque signos de unificación de fuerzas fundamentales.
  • Encuentra “evidencia” para la teoría de cuerdas
  • Encuentra el bosón de Higgs
  • Comprender la antimateria
  • Aprende sobre las fuerzas fundamentales que han dado forma al universo desde el principio de los tiempos y determinará su destino.

¡El campo de Higgs no es el dador universal de masa a las cosas en el universo!

La masa de la materia ordinaria proviene principalmente de núcleos atómicos. Eso no proviene completamente del campo de Higgs. El campo de Higgs da masa a la mayoría de las partículas elementales, pero no a partículas compuestas más grandes. Esto significa que incluso si no hubiera un campo de Higgs, habría habido protones y neutrones, que por supuesto tienen masa. Entonces el campo de Higgs no es el dador universal de masa a las cosas en el universo.

¡El campo de Higgs no es el único dador de masa ni siquiera a las partículas elementales!

Más allá del bosón de Higgs

El modelo estándar de física de partículas hipotetizó sobre el bosón de Higgs. De hecho, esta hipótesis establece que el campo de Higgs está formado por partículas elementales llamadas bosones de Higgs. Pero en realidad podría haber más de un campo de Higgs compuesto de partículas distintas de los bosones de Higgs también

Aquí está la respuesta que di en mi libro, que fue escrita para el laico (ver quantum-field-theory.net). Después de describir el campo débil, y su cuanto que se llama “débil”, escribí:

“Sin embargo, aún quedaba un problema pendiente. La masa del nuevo campo resultó ser 500 veces mayor que la del campo fuerte, lo que lo convierte en el campo cuántico más pesado conocido y, por lo tanto, su rango es el más corto. Incluso antes de que se detectara el débil, se sabía que su masa tenía que ser muy grande para explicar la debilidad de las interacciones débiles. Había que encontrar una explicación para esta gran masa.

“EL CAMPO DE HIGGS. La primera persona en encontrar la explicación, una vez más, fue Julian Schwinger, en el mismo documento en el que introdujo las ecuaciones V y A. Mostró que si hay un cierto tipo de campo extendido por todo el espacio, los cuantos que se mueven a través de él se ralentizarían, al igual que la masa disminuye la velocidad a la que se propagan los campos. Como dijo Schwinger, ” Mi idea aquí fue, desde el principio, utilizar el campo escalar como una forma de generar masas “. Como de costumbre, la contribución de Schwinger se pasó por alto y ahora se olvida. Robert Brout, Peter Higgs y François Englert propusieron un mecanismo similar en 1964, y el campo se conoce como el campo de Higgs.

“El bosón de Higgs . Antes de que el campo de Higgs pudiera aceptarse, era necesario identificar sus cuantos, ahora llamados bosones de Higgs , y esto no sería fácil. No fue sino hasta el 4 de julio de 2012 que se detectó una partícula que se cree que es el bosón de Higgs en el laboratorio del CERN. François Englert y Peter Higgs fueron galardonados con el Premio Nobel de física 2013 (Brout murió antes de que se otorgara el premio).

“El mecanismo de Higgs fue incorporado en las ecuaciones de campo débil por Steven Weinberg y Abdus Salam, trabajando de manera independiente. En el proceso, Weinberg cambió la notación Z de Schwinger para los campos débiles cargados a W (para débil, o posiblemente Weinberg: <), pero retuvo Z para el campo neutral, dando como resultado la presente notación híbrida. Por sus logros, Glashow, Weinberg y Salam compartieron el Premio Nobel de 1979, mientras que las contribuciones de Schwinger fueron, como siempre, olvidadas ".

Me gustaría que todos leyeran primero la fantástica respuesta del profesor Muller y luego volvieran aquí …

Lo que dice el profesor Muller es que si asumimos que partículas como los electrones y los quarks tienen masa (lo cual es una suposición razonable), entonces los físicos no tenían forma de superar la enorme fuerza gravitacional que habría evitado que las partículas que contenían masa fueran arrojadas hacia afuera . Ese fue un gran problema con la teoría del Big Bang, tal como la representa nuestra teoría actual. La respuesta de Scott S Gordon a ¿Después de la gran explosión existió la luz desde el primer momento? Si no, ¿era posible el tiempo antes de que la luz se hubiera encendido? (¿precedencia?)

Entonces, ¿qué hicieron Higgs y sus colegas? Dijeron … ¡Seamos el Bosón de Higgs! (¿Quiénes creen que son? ¡LOL!) ¡Y que el Bosón de Higgs no exista hasta que digamos que necesita existir para que nuestra teoría funcione! Entonces, ninguna partícula con masa tiene masa hasta que decimos que el Bosón de Higgs existe para darles masa. El Higgs otorgará la propiedad de masa a todas las partículas cuando lo decimos … ¡Ahora los electrones y los quarks ascendentes pueden dispersarse hacia afuera!

Así que repasemos lo que los físicos quieren que asumamos con algunos ingredientes nuevos agregados a una teoría establecida para que funcione.

  1. Todas las partículas que tienen masa no tenían masa cuando fueron creadas.
  2. Se introdujo una nueva partícula (el bosón de Higgs) que crea un campo de energía que impregna todo el espacio-tiempo.
  3. El campo de energía que produce el Higgs proporciona un mecanismo para que ciertas partículas tengan masa (y no otras)
  4. No nos preocupemos CÓMO se crea el Bosón de Higgs, y ciertamente no nos preocupemos por cómo el Higgs crea un campo de energía tan “especial”. Pero demos esto a los físicos porque no saben cómo CUALQUIER partícula se asocia con sus campos de energía. ¿Ves algo de ironía en esto? 🙂
  5. El Bosón de Higgs tuvo que ser creado después de que todo el asunto fuera arrojado al exterior. ¿Qué estuvo involucrado en el momento de su milagrosa fiesta de presentación?

Todos estos supuestos parecen muy descabellados y este proceso agrega credibilidad a una de las 10 razones principales por las que los físicos no pueden descifrar la teoría de todo. (Ver Razón # 2 La teoría de todo … ¿Qué tardó tanto?)

Muchos de ustedes pueden haber leído algunas de mis publicaciones sobre la teoría de todo de Gordon y decir … ¡EH! Sin embargo, la Teoría de todo de Gordon comienza el universo con solo dos postulados primordiales y explica todo sin agregar nada para “hacer que funcione”.

La respuesta a esta pregunta con el debido respeto al profesor Higgs, sus colegas y todos los que han comprado el mecanismo de Higgs como el medio por el cual las partículas llegan a poseer su propiedad de masa … El bosón de Higgs, el campo de Higgs y el Higgs El mecanismo es un producto de la imaginación de Higgs. Sí, una declaración muy audaz a la luz de que encontraron el bosón de Higgs (o sus productos de descomposición, debería decir), pero la Teoría del todo de Gordon me respalda.

Los físicos no conocen la naturaleza del espacio-tiempo y la naturaleza de la energía oscura. Es imposible tener una teoría del big bang que omita el papel del 95% de la energía en el universo. Daré la respuesta breve aquí, pero tenga en cuenta que es parte de un curso integral de eventos sobre cómo nuestro universo llegó a ser lo que es hoy.

El espacio-tiempo es un medio, pero a diferencia de cualquier medio jamás considerado. Comprender la estructura del espacio-tiempo y la energía que contiene no es fácil. (de lo contrario, el TOE se habría resuelto) Se requerirá un poco de esfuerzo para pasar por el proceso de aprendizaje que he llamado “El enigma del deslizador de rubíes”. En cualquier caso, la energía que existe en el espacio-tiempo se expresa en la ecuación de DIOS y es proporcional a c ^ 0. Consulte este documento para conocer los conceptos básicos sobre la jerarquía de la energía “¿Por qué el LHC no puede encontrar nuevas matemáticas?”

La mayor parte de la energía en el universo después del Big Bang permaneció en forma de energía E0. Más importante aún es que dentro del espacio-tiempo 3D recién formado creado durante el Big Bang (junto con todas las partículas de luz y aquellas con masa), la energía E0 del espacio-tiempo contenía un enorme gradiente de energía E0. Las partículas que contienen masa experimentarán una fuerza como resultado del gradiente de energía Eo y esta fuerza fue hacia afuera. La gravedad también es el resultado de un gradiente E0 creado por partículas que contienen masa, pero el gradiente de energía Eo creado por las partículas durante el Big Bang fue minúsculo en comparación con el gradiente de energía Eo opuestamente dirigido en el espacio-tiempo.

A medida que el tiempo avanza, el gradiente de energía E0 disminuyó gradualmente (todavía queda algo hasta el día de hoy, por lo que las partículas aún se aceleran hacia afuera. El gradiente de energía E0 restante se conoce como energía oscura). la fuerza de la gravedad para hacerse efectiva entre regiones adyacentes de partículas que contienen masa. A medida que las partículas que contenían masa se aceleraron hacia afuera, la energía potencial también se almacenó en su separación para el momento en que la gravedad sería efectiva y aceleraría estas partículas entre sí.

Así que comparemos la explicación de la teoría de todo de Gordon sobre por qué las partículas que contienen masa fueron expulsadas del Big Bang con lo que los físicos creen actualmente …

  1. Las partículas que contienen masa SIEMPRE contenían masa desde el momento en que fueron creadas.
  2. El espacio-tiempo mismo es el campo de energía que impregna todo el espacio-tiempo. 🙂
  3. La teoría de todo de Gordon define la propiedad de la masa como asociada con la energía E2 (consulte Jerarquía de energía)
  4. La teoría del todo de Gordon proporciona cómo CADA partícula llega a poseer sus campos de energía derivando su estructura energética interna. (Sugerencia: una partícula llega a poseer su campo de energía por su interacción de la energía E1 y / o E2 con la energía E0 subyacente del espacio-tiempo)
  5. Todos los eventos de la Teoría del todo de Gordon siguen una progresión matemática inevitable. El gradiente de energía E0 disminuye con el tiempo.

Antes de responder, necesita cerrar su sección de lógica por algún tiempo. Ayudará

Higgs también se llama partícula GoD, que se dice que no tiene masa, ¿qué? Sí, se dice en teoría, bueno, 2012, cuando se encontró en LHC, hubo numerosos avances en eso.

Entonces, ¿cómo definir una partícula sin masa? No puedes, ya que desafía la imaginación, quiero decir, ¿cómo puede algo no tener masa pero aún existe? Además de eso, se dice que dan masa a otra materia, a todas las partículas, y aún así permanecen sin masa. PREGUNTA viene, cómo la partícula sin masa puede compartir masa con otra partícula en la naturaleza. Bueno, una cosa para definir es que, es asumir, por ahora, que es su propiedad intrínseca del bosón H. Una de las razones puede ser que su masa se comparte entre otras posibles dimensiones de UNIVERSO.

Para agregarle, de acuerdo con la teoría cuántica. La misa es ilusión, en lo que respecta al electrón. Debido a que tienen una naturaleza de onda y partículas, es decir, tiene que ser sin masa. Pero, no podemos acumular, ya que desafía cualquier imaginación. Sin masa? De Verdad.

Se dice que Higgs es piadoso, debido a que no tiene masa y aún proporciona masa a otros que los hacen aceptados en la realidad

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Espero que esto satisfaga

Mira mi respuesta

La respuesta de Hrithik Patil a ¿Qué es el bosón de Higgs y por qué es importante?

Hay una buena compilación de las mejores explicaciones del bosón de Higgs disponibles aquí – Explicaciones del bosón de Higgs

El bosón de Higgs es un campo escalar a menudo asociado con la interacción de diferentes partículas en el modelo estándar, como la tau y el electrón.

Podría ir más lejos, pero necesitas saber las matemáticas.

Buena suerte

Me encanta esta maravillosa analogía de que los bosones de Higgs son invitados a una fiesta 🙂

Dicho de una manera muy simple, es un bosón (un tipo de partícula fundamental) que da masa a toda la materia e interactúa con el campo higgs.

Piénselo de esta manera, usted y Kanye West entran a un bar, obviamente, mucha gente vendrá a saludarlo y tomar fotos con él, por lo que le cuesta mucho caminar hasta el barman para pedir su bebida. . Mientras que, cuando entras en un bar, no mucha gente prestará atención, por lo que puedes pedir fácilmente tu bebida.

Piense en el esfuerzo requerido para llegar al cantinero como la cantidad de interacción entre un cuerpo y el campo higgs. Cuanto más grande es el cuerpo, más grande es la interacción, y viceversa.