El diario El País tiene una sección titulada “Nosotras respondemos”, en la que científicas de reconocida solvencia contestan a las preguntas sobre diversas cuestiones relacionadas con las ciencias que les envían los lectores.

En una de las últimas, en un artículo denominado “¿Cómo transfiere masa el bosón de Higgs al fermión?”, la Dra. María Moreno Llácer, investigadora del Instituto de Física Corpuscular (centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia) que actualmente trabaja en el experimento ATLAS del CERN, nos explica en qué consiste el campo de Higgs, del que el bosón del mismo nombre es la partícula transportadora.

Para poder entenderlo debemos explicar antes qué son partículas elementales y en qué consiste el modelo estándar de partículas que clasifica las que hasta el momento consideramos partículas elementales. Es decir, aquellas partículas que no se pueden dividir más.

Toda la materia que vemos está formada por las tres partículas estables que todos conocemos: protones, neutrones y electrones. Sin embargo, de los tres solo los electrones son elementales, ya que, tanto neutrones como protones, están a su vez formados por la combinación de otras tres partículas elementales, los quarks.

El modelo estándar clasifica a las partículas elementales en dos grupos: fermiones y bosones. Los fermiones son partículas que tienen un valor del spin (giro de la partícula sobre si misma) igual a ½. Los bosones tienen un spin entero.

Modelo_standard_particulas_subatómicas

El spin es la propiedad de la partícula por la que el momento angular de la misma (giro) adopta valores fijos, predeterminados.

Los fermiones son las partículas que constituyen la materia y los bosones son los mediadores de las fuerzas.

Eso quiere decir que los bosones son las partículas encargadas de transmitir los campos de fuerzas, o dicho de otra manera, son los responsables de que los fermiones ejerzan y sufran fuerzas entre ellos.

Son bosones: Los fotones que transmiten la fuerza electromagnética, los bosones W y Z responsables de la interacción nuclear débil y los gluones de la interacción nuclear fuerte.

A su vez, los fermiones se dividen en dos tipos: leptones y quarks. De los leptones, el más conocido es el electrón. Pero también tenemos el Muón (m) y la partícula Tau (t) y, además, los tres neutrinos correspondientes a cada una de las anteriores.

Los quarks son seis, agrupados en tres parejas: arriba y abajo (up y down), encanto y extraño (charm y strange) y superior e inferior (top y bottom). La cuestión es que cada pareja presenta valores opuestos de un determinado número cuántico o propiedad. La combinación de tres de ellos genera un neutrón (un quark up y dos down) o un protón (dos quarks up y uno down).

El fotón es el responsable de la interacción electromagnética, interacción que nos dice qué carga eléctrica tienen los fermiones, ya que según sea esa carga así será su interacción.

De la misma forma, el bosón de Higgs es el mediador del campo de Higgs. Las particulas van adquiriendo la masa a través de la interacción en el campo de Higgs o, dicho de otra forma, es este campo es el que nos dice qué masa tienen los fermiones. Esto se debe a que, según sea su masa, así será su interacción, que se produce mediante el intercambio de energía entre estos fermiones y el campo de Higgs.

En resumen, el bosón de Higgs es el responsable de la interacción que dota de masa a los fermiones, partículas que forman la materia que vemos.

Efectivamente, no es fácil de entender, pero el hecho es que su existencia estaba predicha teóricamente desde 1964, aunque no se detectó experimentalmente hasta 2012 en los experimentos ATLAS y CMS en el Colisionador de Hadrones del CERN. Por ello, se concedió a Peter Higgs, junto a François Englert, el Premio Nobel de Física el 8 de octubre de 2013.

Os dejo el enlace del artículo de El País que os mencionaba al principio:

https://elpais.com/elpais/2020/02/11/ciencia/1581443372_576855.html