Bossom de Higgs. Gairebé gairebé... ja el tenim aquí!

NEURONA

GNU General Public Licence  pàgina de descripció

Ho van dir al CERN el 13 de desembre. El bossom de Higgs és a frec. Això s'acosta. Gairebé ja és aquí. Hi ha, de fet, un 99% de possibilitats que ja sigui aquí; que ja l'hagin trobat.

Dos experiments independents arriben a uns valors de massa del bossom de Higgs molt similars. Els resultats del detector Atles descriuen un bossom de Higgs amb una massa de 126 gigaelectronvolts. Els del detector CMS, vaticinen 124 gigaelectronvolts. Totes dues màquines mostren un 99% de possibilitats del fet que allò que s'hagi trobat en fer xocar protons siguin les restes del bossom de Higgs. 

El bossom de Higgs no es pot detectar directament, ja que és una partícula efímera, que es desintegra de seguida i que es converteix en altres partícules. Són aquestes partícules les que delaten la seva existència; però cal repetir l'experiment per augmentar la probabilitat. El fet de poder dir que s'ha trobat el bossom de Higgs depèn d'equacions de probabilitat.

La existència del bossom de Higgs permetrà evitar que la teoria que avui dia explica l'univers (forces, partícules, origen...) deixi de ser vàlida.

El món que veiem, el model que crea la nostra ment, es forma en funció d'un ordre extern fet d'energia. Energia que a cops es presenta en forma de massa; conglomerat de molècules formades per àtoms; cada àtom està fet de buit principalment i també de partícules subatòmiques (protons, neutrons, electrons). 

Del xoc entre les partícules del àtom, neixen una bonior de partícules que al nostre univers juguen papers diferents: transmissió de la força, creació de la massa, etc. Són partícules que sempre hi són, perquè neixen i moren de continu, i que vénen a ser la trama del tot. I així, tot es fa a partir de les partícules efímeres, inimaginablement petites i sense forma, però amb uns valors indeterminats, que dins el seu ventall de possibilitats, i seguint un ordre, creen tot allò que és gran i que veiem, toquem i sentim: les ratlles de la pell de les zebres, el rostre d'un infant, les cadenes d'ADN, les neurones, les galàxies, el cervell, que crea el pensament...

.

.

Van els neutrins més de pressa que la llum? ¿Van los neutrinos más rápido que la luz? Are, neutrinos, faster than light?

Cal ser prudents; però a Gran Sasso han mesurat una cosa estranya, un impossible (si més no, un fins ara impossible) partícules subatòmiques desplaçant-se a una velocitat superior a la de la llum.

Fins avui “c”, la velocitat de la llum, era un límit natural, la frontera infranquejable entre els decorats del gran teatre de l'univers i la representació de l'obra de la realitat que s'hi representa. Res matèrial, res que contingui una informació, es pot desplaçar més de pressa que la llum. Ho demostra l'experiència, i a partir d'aquesta realitat, presa com a dogma, s'ha desenvolupat la teoria de la relativitat, que fins ara ha explicat amb precisió eficient un bon feix de fenòmens; la majoria dins de l'àmbit astronòmic.

Però els científics que treballen amb el detector subterrani OPERA, al Laboratori de Gran Sasso, han mesurat neutrins que sembla que superen la velocitat de la llum.

Els neutrins són partícules amb una massa menyspreable i que no interaccionen pràcticament amb la matèria.

De primeres, ningú s'ho creu. Caldrà contrastar-ho. De fet, aquest escepticisme és necessari; sense l'exercici de dubtar, la ciència no avançaria. El dubte i el qüestionament de tot són el camí del rigor i del progrés científic.

Ahir, al CERN, es van presentar aquests resultats.

Què passarà si es confirmen?

Hi ha qui diu que si fos cert que els neutrins van més de pressa que la llum, això voldria dir que vénen del futur. Jo no ho tinc tan clar. Si fos així, de quin futur vindrien? Perquè sembla que a partir de cada situació, i a causa de la indeterminació quàntica, s'obren milions de futurs possibles.

El temps ho dirà.

.

.

Avís per navegants a la recerca d'informació per fer treballs. Cal tenir en compte respecte el texte anterior que:

.

D'aquest color s'escriu: el que s'ha mesurat però necessita ser contrastat.

D'aquest color s'escriu: el que és especulació, i que encara no és ciència.

D'aquest color s'escriuen: les informacions objectives.

.

.

Et penses que ets molt gran, però encara has d'aprendre moltes coses.

El col·lissionador del CERN va donant els seus fruits. Al llarg dels propers anys tindrem sorpreses, i potser grosses. De moment, una de les últimes informacions és l'èxit d'haver aconseguit crear, al llarg d'una dècima de segon, 38 àtoms d'anti-hidrògen; la primera antimatèria que l'Homo sapiens és capaç de generar i de veure. La comprensió de la natura de l'antimatèria ens pot informar de moltes coses.

Igual com una persona del Renaixement restaria impressionada davant la tecnologia elèctrica o nuclear, o enfront dels avenços en telecomunicacions, nosaltres restaríem impressionats si poguéssim veure allò que mourà les màquines de la humanitat d'aquí a uns quants segles si finalment aconseguim sobreviure com a espècie. Els descobriments del CERN representen, de ben segur, una esperança de progrés en la direcció de la comprensió de la matèria i de l'origen de l'univers, i, de passada, una porta oberta a possibles noves fonts d'energia, a nous mitjans per aprofitar la força de la natura en benefici de la nostra espècie.

A banda de l'obtenció de l'antimatèria, també cal dir que des de fa molt pocs dies (i tal com va explicar el professor Bramon ahir al programa Millenium del Canal 33) el CERN està fent servir ions de plom per a reproduir mini-big-bangs. Si fins ara les partícules que col·lissionaven reproduien micro-mini-big-bangs (per dir-ho d'alguna manera), ara està reproduint mini-big-bangs, i en conseqüència està generant moltes més partícules a estudiar per a comprendre millor la causa de tot.

Aprofito per parlar de la gran qualitat del programa Millenium d'ahir, si bé em quedo prioritàriament amb els mots del professor Bramon. En un altre post, i amb una mica més de calma, parlaré d'actituds científiques i d'actituds que se surten de la ciència a causa de la poca pràctica del “no ho sé”. En ciència la única seguretat absoluta és el “no ho sé”; els altres coneixements poden ser molt segurs, però sempre que ens moguem dins de l'àmbit de les probabilitats; de probabilitats molt elevades potser, però al capdavall, de probabilitats. D'aquesta manera les paraules del professor Bramon em van semblar força científiques. No és cert que les hipòtesis s'acceptin o no s'acceptin; les hipòtesis s'escolten i s'estudien, i algun dia arriben a ser teories, o es rebutgen perquè s'arriba a demostrar que són falses, o continuen essent hipòtesis en estudi; però no són credos, com passa amb la política o amb la religió.

De tota manera, m'agrada recordar les paraules que la mare de la Wendy va dirigir a la seva filla, la Jane, a la pel·lícula Peter Pan, quan aquesta li va dir que no creia en la màgia:

“Et penses que ets molt gran,

però encara has d'aprendre moltes coses”
.

Les persones que estimen, que estimem, el mètode científic hauríem de repetir cada dia aquesta frase. Estic convençut que el CERN ens permetrà d'aprendre moltes coses.

Desobediència dels quarks?

.

Inquietants descobriments d'un grup de científics del Laboratori Nacional de Brookhaven als Estats Units, després de fer col·lisionar partícules d'or a velocitats properes a la de la llum. Sembla que els quarks i els gluons van desobeir les lleis de la física fa uns 13700 milions d'anys, i que gràcies a això la matèria va començar a existir; i en conseqüència, "som".

.

.La gent del CERN, però, asseguren que tot això se sabrà de debò d'aquí a uns mesos, quan ells facin xocar plom contra plom.

.P.D. Heu vist que m'he colat dins del tunel del CERN?

..

Paul Dirac i les antipartícules

.

Al 1928, Paul Dirac va elaborar una teoria que explicava perquè l'electró i unes quantes partícules més tenien un espín de ½; va explicar matemàticament perquè les partícules amb espín ½ no es veien igual si es giraven 360º, i perquè es tornaven a veure igual si es giraven 360º més.

A més a més va parlar de l'existència de la partícula contrària a l'electró: l'antielectró o positró. Aquesta partícula va ser descoberta quatre anys més tard, al 1932. Al 1933 van donar el nobel a Paul Dirac.
Cada partícula té la seva antipartícula; a excepció de les partícules que s'encarreguen de portar la força, les quals són elles mateixes les seves pròpies antipartícules.
No seria impossible que existissin universos formats només per antipartícules.

Les partícules i les antipartícules, si es posessin en contacte, s'aniquilarien alliberant grans quantitats d'energia.
Hem de pensar, però, que vivim en un món en el qual les partícules són moltíssim més abundoses que les antipartícules.

FONT: “A brief history of time” STEPHEN HAWKING

.

Tota la massa de l'univers està formada per partícules d'espín 0,5 (Canvieu la lògica quotidiana, la realitat és un miracle)

.

La lògica canvia quan contemplem el món de les partícules més petites de l'univers. La lògica que regeix les seves relacions, no és ben bé la nostra.
La llum, la gravetat, tot el que hi ha a l'univers pot ser comprès alhora com a partícula i com a ona. Una de les propietats que posseeixen les partícules és l'espín. I ens podem imaginar l'espin com una rotació de les partícules sobre elles mateixes (però aquesta imaginació és només un exercici per a comprendre el sentit d'espín, perquè la mecànica quàntica ens diu que les partícules no tenen cap eix definit). El espín ens dóna informació de com es veu la partícula des de diferents punts. Espín "0" vol dir que és veu igual des de totes bandes, no cal que girem la partícula per a tornar a veure-la igual.

Espín 1 vol dir que hem de donar “1” volta a la partícula per a veure-la igual.
Espín “2” vol dir que hem de donar 1/”2” voltes (mitja volta) a la partícula per a veure-la igual. Seria com dir que la partícula té dues cares iguals.
Espín “3” vol dir que hem de donar 1/”3” voltes (un terç de volta) a la partícula per a veure-la igual. Seria com dir que la partícula té tres cares iguals.

La nostra lògica fins aquí no s'ha violentat. Però compte, perquè ara diré el següent:

Hi ha partícules amb espín 0,5; la qual cosa vol dir que hem de girar 1/0,5 voltes (dues voltes) per a veure la mateixa cara; és a dir que si dono una volta complerta (360º) no veig la mateixa cara de la partícula, cal donar una altra volta de 360º més per a veure la cara que m'oferia la partícula abans de començar a girar-la.
Les partícules d'espín 0,5 formen la matèria de l'univers.
Les partícules d'espín 0 o d'espín 1, o d'espín 2, originen les forces entre les partícules materials.
Per avui ja n'hi ha prou.

Quarks, pions, gluons, fotons, neutrins, electrons...

.

Sóc d'aquells que pensen que és un error prioritzar el llatí front l'estudi de les partícules que formen la matèria i l'energia. Crec que el coneixement científic de la realitat posa la ment humana en bona disposició per elaborar raonaments filosòfics que no cauran en l'error del sofisme i l'autoadulació.

Sóc d'aquells que pensen que si la filosofia entra a la ment sense la dosi adequada de ciència, fa més mal que bé. Demano disculpes si la meva opinió molesta algú; en tot cas, cadascú és ben lliure de compartir-la o de rebutjar-la; igual com jo sóc lliure d'opinar.

Per això, modestament, i molt de tant en tant, començaré a parlar d'un dels meus temes preferits: les partícules subatòmiques. Intentaré arribar, al llarg dels propers cinquanta anys de blog, fins a l'antimatèria i la matèria fosca. Intentaré fer-ho tan mastegable com pugui. Començo doncs.

La matèria està formada per mol·lècules. Si poguéssim dividir un bri d'una substància determinada tantes vegades com ens fos possible, arribaríem a una partícula límit, més enllà de la qual una divisió implicaria obtenir dues o més partícules que ja no serien la substància que hem començat a dividir. Aquesta partícula límit seria la mol·lècula.
La mol·lècula està formada d'àtoms. L'àtom és la part més petita d'una substància pura (d'un element de la taula periòdica), és a dir d'una substància que no està formada per la barreja d'altres substàncies.
Un àtom està format bàsicament per un nucli, on hi ha els neutrons i els protons; i pels electrons que giren al voltant del nucli. Depenent de l'element químic del qual estiguem parlant, hi haurà més o menys electrons a cada àtom. Un àtom elèctricament neutre té el mateix nombre de protons que d'electrons.
A banda dels protons, neutrons i electrons, dins l'àtom hi ha unes altres partícules que permeten la cohesió entre les tres primeres; aquestes partícules són els pions, els gluons i els fotons. Concretament els protons estan units als neutrons gràcies als pions. Un pió està format per una parella de quark i antiquark; aquesta parella de quark i antiquark està unida gràcies als gluons.
Els fotons són responsables de les forces electromagnètiques.
Els neutrins i els bosons W i Z són responsables de la força nuclear feble.
Els protons i els neutrons estan formats per quarks. Hi ha diferents tipus de quarks. Cada tipus de quark té un “color” i un “sabor”; però aquestes qualitats que anomenem “color” i “sabor” no tenen la significació que habitualment donem a color i sabor, sinó que són simplement etiquetes, maneres d'explicar unes diferències difícils de descriure perquè pertanyen a un món amb unes lleis llògiques i unes “formes” molt diferents a les nostres, i força desconegudes. Existeixen com a mínim sis sabors: dalt, baix, estrany, encant, fons, cimall. I existeixen tres colors: vermell, verd i blau.
El protó està format per dos quarks “dalt” i un “baix”.
Un neutró està fet de dos “baix” i un “dalt”.
Si fabriquéssim partícules formades pels altres sabors: estrany, encant, fons i cimall, obtindríem partícules massa grosses i molt poc estables que es descomposarien de seguida.
Hem de dir que totes les partícules, a banda de ser partícules, són alhora “ones”.
Hem de dir que tota aquesta descripció que hem fet és un model que ens permet imaginar la realitat i les seves relacions, però que de fet la realitat no té una forma concreta; i si pensem en les distàncies subatòmiques, hem de recordar una vegada i una altra que la realitat no té forma, i que tota la teoria de partícules és només un model que explica la realitat.

Avui no diré res més; però un altre dia continuaré.

Font: “A Brief History of Time. From the Big Bang to Black Holes”
STEPHEN W.HAWKING

.