¿Qué quiso decir Stephen Hawking cuando dijo que el descubrimiento del Bosón de Higgs ‘hizo que la física fuera aburrida’?

Permítanme poner en contexto cualquier declaración que haya hecho recordándonos a todos algo que Stephen Hawking escribió hace mucho, mucho tiempo:

He trabajado mucho en los agujeros negros, y todo se desperdiciaría si resultara que los agujeros negros no existen . Pero en ese caso, tendría el consuelo de ganar mi apuesta, lo que me haría ganar cuatro años de la revista Private Eye. Si existen agujeros negros, Kip obtendrá un año de Penthouse. Cuando hicimos la apuesta en 1975, estábamos 80% seguros de que Cygnus X-1 era un agujero negro. A estas alturas, diría que estamos aproximadamente seguros en un 95%, pero la apuesta aún no se ha resuelto.

  • de Una breve historia del tiempo (1988), énfasis mío

Los agujeros negros aún no se han “descubierto” definitivamente: esperamos obtener nuestras primeras imágenes en 2016 o 2017 del Event Horizon Telescope, apuntando directamente al agujero negro central de nuestra propia galaxia, Sagitario A *. Si el EHT nos da nuestras primeras imágenes de un agujero negro, ciertamente no nos aburriremos, será increíblemente increíble. Y si el EHT nos muestra que simplemente no hay un agujero negro en el centro de nuestra galaxia, donde toda la evidencia indirecta hasta ahora dice que hay uno, ciertamente no estaremos entusiasmados. Vamos a estar devastados. Estaremos tan devastados que será mejor que el equipo de EHT envíe a cada físico vivo del planeta cuatro años de Private Eye .

Es fácil para Stephen Hawking decir que descubrir el Bosón de Higgs haría aburrida la física. Déjelo decir eso sobre los agujeros negros, algo en lo que trabaja, y luego podemos hablar.


El bosón de Higgs fue a la física de partículas (de alguna manera) como el agujero negro a la astrofísica. Por supuesto, los astrofísicos no creen que todo esté hecho de agujeros negros, solo Einstein y su electrón de agujero negro. Pero las mismas teorías que predicen los agujeros negros son tan fundamentales para el resto de la astrofísica que si no hubiera agujeros negros, no tendrías una nueva astrofísica; probablemente no tendrías astrofísica , al menos durante cien años después de la no descubrimiento, ya que el campo se dividió en docenas de diferentes modelos que explicaban bien un bit de los datos y eran terribles con el resto de los datos. De la misma manera, el bosón de Higgs funciona tan bien con el resto del Modelo Estándar que si no hubiera habido un bosón de Higgs, probablemente habría habido una implosión severa en el campo.

¿Pero no significaba el bosón de Higgs que habíamos terminado con la física? Tu puedes preguntar.

Ah, te has desviado por el reduccionismo científico , la idea de que explicas cómo funcionan las cosas dividiéndolo en pedazos más pequeños, y que a su vez están hechos de pedazos más pequeños, y así sucesivamente, y una vez que has llegado al abajo, has explicado precisamente todo lo demás. ¡Encontramos el Higgs! Cuando vemos cómo interactúa el Higgs con otras partículas elementales, ¡obtenemos protones, neutrones y electrones! Y cuando obtenemos protones, neutrones y electrones, obtenemos química, y cuando obtenemos química, obtenemos biología, y así sucesivamente. Ahora, aparte de si eso es teóricamente cierto (la pelea con el emergentismo filosófico es tan arcana y enrevesada que no quiero decir nada más al respecto) simplemente no es prácticamente cierto. Los únicos físicos que trabajan con el bosón de Higgs son los físicos de partículas.

Todos los demás hacen su propia física, incluso si las cosas con las que hacen física están técnicamente hechas de bosones de Higgs: los fenómenos macroscópicos son tan invariables en los componentes fundamentales que la presencia (o ausencia) de bosones de Higgs no hace ninguna diferencia en los fenómenos macroscópicos. . Puedo describir la física de una gran bola roja hinchable con referencia a una teoría de la elasticidad que no asume que existen polímeros, o con una teoría de la elasticidad y polímeros que no asume que existen moléculas, y así sucesivamente, y todos deben dar el mismo resultado, por lo que el fenómeno de elasticidad más importante es interesante en sí mismo, independientemente de si proviene de los bosones de Higgs o los manguitos de Biggs.

He dado ejemplos de cómo se desarrolla esto al final de mi respuesta sobre si la física alguna vez terminará, en términos de problemas específicos y muy interesantes que tienen mucho trabajo por hacer, independientemente de si se encuentra o no el bosón de Higgs.


¿Pero no tienes que estar equivocado para aprender algo nuevo? finalmente puedes preguntar. Y esa es una excelente manera de formular la pregunta.

Sin embargo, la clave es que, como científico, siempre quieres estar relativamente equivocado. Como dice Isaac Asimov:

Cuando la gente pensaba que la tierra era plana, se equivocaban. Cuando la gente pensaba que la tierra era esférica, se equivocaban. Pero si crees que pensar que la tierra es esférica es tan incorrecto como pensar que la tierra es plana, entonces tu visión es más mala que las dos juntas.

Que el bosón de Higgs desaparezca no sería el tipo de error bueno, ¡el tipo de error donde los teóricos de la Tierra esférica descubren que en realidad la Tierra está un poco achatada, y por qué y cómo y qué maravilla! ¡La Tierra en realidad tiene forma de huevo! Para que la física de partículas experimente ese tipo de error, en realidad tuvieron que encontrar el bosón de Higgs: ¿cómo pueden estudiar algo que resulta que no existe?

Porque para los físicos de partículas no descubrir el bosón de Higgs es el tipo incorrecto de error. Es como usar milenios de teoría esférica de la Tierra perfectamente buena solo para despertarse una mañana y descubrir, por algún truco sobrenatural perverso, que de hecho la Tierra se había vuelto plana como un panqueque. ¿Cómo procederíamos? Todo estaría mal en formas que nos harían simplemente querer rendirnos y esperar a la próxima curva del planeta en forma de planeta que nos lanza el universo.

No, el descubrimiento del bosón de Higgs no hizo que la física fuera aburrida. (Retroactivamente) hizo posible la física de partículas.

Al contrario de lo que mucha gente parece creer sobre los físicos, realmente queremos que nuestras teorías estén equivocadas.

A veces los odiamos tanto como a los laicos: los fundadores de la física cuántica lo odiaron, pero cada prueba que se les ocurrió para refutarlo solo verificó su teoría aún más.

La física no se trata de demostrar que las teorías son correctas, se trata de tratar de demostrar que están equivocadas, solo cuando fallamos por completo en hacer esto, comenzamos a aceptar que podrían ser correctas, e incluso entonces, esto solo está condicionado a que no haya más experimentos que refuten ¡ellos!

Lo más interesante que podría haber surgido de los experimentos de LHC es encontrar algo que nadie esperaba estar allí (¡una nueva partícula!) O no encontrar lo que esperábamos que estuviera allí (sin bosón Highs).

Si esto hubiera sucedido, ¡habría que elaborar una física completamente nueva! ¡Emocionante!

El hecho de que el resultado sea positivo significa que, básicamente, ahora podemos decir “genial … sí … teníamos razón … ¿qué sigue?” – si bien es una verificación masiva de nuestras teorías, tener razón es realmente aburrido.

No he visto la cita, pero muchos físicos sienten lo mismo.

Sin el bosón de Higgs, el modelo estándar está incompleto. El bosón de Higgs es la posibilidad más aburrida de completar el modelo estándar. Además, con el bosón de Higgs, el modelo estándar está completo, lo que significa que podría ser la descripción total de la naturaleza hasta distancias insondablemente pequeñas, tal vez 1 billonésima parte de lo que hemos sondeado, o una billonésima vez más pequeña.

El problema es que la tecnología del acelerador se duplica cada década, por lo que cada siglo es un factor de 1000 en la energía, que es un factor de 1000 más pequeño en la distancia. Entonces, si mantenemos nuestro ritmo actual de desarrollo, potencialmente estamos viendo varios siglos. Y es más probable que frenemos el desarrollo o nos encontremos con obstáculos que aumentar nuestro ritmo.

La esperanza es que mientras el Modelo Estándar esté completo, podría haber una nueva física, que podría descubrir la identidad de la materia oscura. Esto podría estar a la vuelta de la esquina, puede ser que el exceso de diphoton sea el primero de tales descubrimientos.

El problema con estas esperanzas es que los últimos 40 años nos han dado una indicación de que entendemos los bloques de construcción sobre los que se construye la física y, además, con el descubrimiento del bosón de Higgs, la naturaleza parece preferir la simplicidad, en lugar de la complejidad. .

Jay, ¿qué significa esto en función de tu respuesta y el comentario a continuación?

Por último, gracias por cierto gran respuesta!

¿Significa esto que el modelo estándar explica la gravedad ahora? ¿está muerta la teoría de cuerdas?

¿O todavía necesitamos teoría de brane, super o string para resolver la materia oscura y así sucesivamente y la gravedad, GR y QM y problemas de agujeros negros?

No es tan aburrido, muchas preguntas nuevas están abiertas https://www.researchgate.net/pub

Coincidió con cada predicción hecha por la teoría original, por lo que básicamente no aprendimos nada nuevo sobre física fundamental. En absoluto.

🙁

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