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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarHéctor SocasGastón GiribetFrancis Villatoromasa de partículas mediadorassimetría y partículas mediadorasdificultad núcleo atómico jose edelsteinpartículas sin masa modelo condensadaruptura de simetría interacciones largo alcancemodelos materia condensada simetríaJosé EdelsteinPeter HiggsBroutEnglertbosón de Higgsmecanismo BEHHéctor SocasGoldstonebosón de Goldstoneteorema de Goldstone
Simetría se rompe Partículas adquieren masa
Con
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José Edelstein explica cómo, al romper una simetría en modelos de materia condensada, siempre aparecen partículas sin masa que median interacciones a largo alcance.
…del núcleo, ¿no?, como la interacción débil y la fuerte, que por una parte había la gente trabajando en la idea de que fuera una teoría del mismo tipo que el electromagnetismo la que lo gobernara, ¿cómo puede ser que no sea de largo alcance esa interacción? La manera de hacer que no sea de largo alcance es de algún modo darle masa a las partículas mediadoras, y si uno le da masa a las partículas mediadoras arruina la simetría. Entonces la gente estaba como atrapada en esa dificultad, que para alguna gente era suficientemente importante como Para descartar completamente la teoría y hubo algunos que creyeron que era algo eventualmente superable. El punto interesante es que cuando uno rompe la simetría, cuando uno rompe una simetría, lo que mostraban los modelos de materia condensada es que siempre que uno rompe una simetría aparecen partículas sin masa que por lo tanto son mediadoras de interacciones de largo alcance. Entonces la propia idea de utilizar la ruptura de simetría para generarle masa a las partículas mediadoras parecía no funcionar, porque el teorema de Goldstone que mencioné antes predice esto que está aquí sin embargo el teorema de Golson funcionaba, estaba probado para teorías no relativistas y teorías no…
Significado #1 · Palabras #3
José Edelstein explica el concepto de ruptura de simetría utilizando como ejemplo una esfera de magnetita que sale de un volcán caliente y su comportamiento al enfriarse.
Habla: José EdelsteinSignificado #2ruptura de simetría teoríaesfera de magnetita volcán calientevibración térmica momentos magnéticoscampo magnético esfera enfriándose…de resultados que habían aparecido en los modelos de superconductividad; la ruptura de simetría existía en materia condensada como una idea. Había un teorema, el teorema de Goldstone, que decía que cuando había una ruptura de simetría, ¿qué quiere decir una? ¿Ruptura de simetría? Quiere decir que la teoría tiene un grupo de simetrías que la solución no tiene. Pongo un ejemplo muy simple, que además es el ejemplo medio estándar: imaginemos una esfera perfecta de magnetita que sale de un volcán caliente y que es perfectamente esférica. Entonces los componentes sabemos que tienen un momento magnético; normalmente la magnetita suele quedar imantada. Sin embargo, si está muy caliente la esfera, esta piedra, la vibración térmica de todos los momentos magnéticos va a hacer que todos apunten en direcciones aleatorias y por lo tanto no se van a sumar todos ellos en una misma dirección, sino que cada uno va a apuntar para un lado diferente y lo que va a ocurrir es que esta esfera no va a tener campo magnético; no va a ser un imán. Sin embargo, al enfriarse la misma esfera lo que ocurre Es que la energía térmica de la que dispone cada uno de los momentos magnéticos los va bajando y en algún momento es tan baja que cada uno de ellos ve al de al lado, básicamente, percibe que el de al lado quiere alinearse con él y entonces terminan…
José Edelstein continúa explicando el concepto de ruptura de simetría utilizando una analogía con una esfera de magnetita enfriándose, describiendo cómo un polo norte se vuelve privilegiado.
Habla: José EdelsteinSignificado #14ruptura de simetría esfera magnetitapolo norte dirección privilegiadaasimetría esférica perfecta sistemafísica materia condensada asimetríafísica partículas reducción asimetríainteracciones fundamentales como electromagnetismoteorías basadas en simetrías abstractassimetría abstracta y electromagnetismofísica de partículas y simetrías…no hay simetría esférica; ya hay algo más parecido a lo que llamaríamos simetría cilíndrica. Hay un eje que va desde el polo sur al polo norte y lo que uno puede hacer es girar la esfera alrededor de ese eje y mantener, eso sí que sigue siendo una simetría. Pero ya no rotar la esfera en cualquier dirección porque el polo norte marca una dirección privilegiada. Entonces este es un sistema muy, muy sencillo en el cual uno ve que originalmente el sistema tenía asimetría esférica perfecta, o sea, cualquier dirección podía haber sido el polo norte y alguna termina haciéndolo rompiendo la asimetría y reduciéndola. Entonces ese fenómeno se conocía muy bien en física de materia condensada y al mismo tiempo en física de partículas. Había un problema que, en principio, no tendría por qué tener nada que ver porque parece diferente pero que se relaciona con el anterior por el hecho de que en la física de partículas empezaba a ser discutida la idea de que las interacciones fundamentales fueran todas como es el electromagnetismo, que es una interacción que tiene que ver, que se formula con un tipo de teorías que tienen las simetrías detrás, digamos, que de alguna manera hay una simetría abstracta, no espacial, sino abstracta, que es la que estructura la teoría del electromagnetismo y la gente en ese momento empezaba a intuir que probablemente para poder escribir una teoría para las interacciones que ocurren dentro del núcleo necesitara también una teoría del mismo tipo que se estructurara en torno a las simetrías. Pero hay un problema y es que si una consecuencia directa del hecho de que la teoría se estructura en torno a las simetrías es Que esas interacciones están mediadas por partículas que no tienen masa y por lo tanto son de largo alcance. Como el electromagnetismo, yo puedo agarrar dos imanes, los pongo a una distancia macroscópica que puedo ver perfectamente con mis ojos, o sea que a…
José Edelstein explica cómo, al romper una simetría en modelos de materia condensada, siempre aparecen partículas sin masa que median interacciones a largo alcance.
Habla: José EdelsteinSignificado #1 · Palabras #3masa de partículas mediadorassimetría y partículas mediadorasdificultad núcleo atómico jose edelsteinpartículas sin masa modelo condensadaruptura de simetría interacciones largo alcancemodelos materia condensada simetría…del núcleo, ¿no?, como la interacción débil y la fuerte, que por una parte había la gente trabajando en la idea de que fuera una teoría del mismo tipo que el electromagnetismo la que lo gobernara, ¿cómo puede ser que no sea de largo alcance esa interacción? La manera de hacer que no sea de largo alcance es de algún modo darle masa a las partículas mediadoras, y si uno le da masa a las partículas mediadoras arruina la simetría. Entonces la gente estaba como atrapada en esa dificultad, que para alguna gente era suficientemente importante como Para descartar completamente la teoría y hubo algunos que creyeron que era algo eventualmente superable. El punto interesante es que cuando uno rompe la simetría, cuando uno rompe una simetría, lo que mostraban los modelos de materia condensada es que siempre que uno rompe una simetría aparecen partículas sin masa que por lo tanto son mediadoras de interacciones de largo alcance. Entonces la propia idea de utilizar la ruptura de simetría para generarle masa a las partículas mediadoras parecía no funcionar, porque el teorema de Goldstone que mencioné antes predice esto que está aquí sin embargo el teorema de Golson funcionaba, estaba probado para teorías no relativistas y teorías no…
José Edelstein explica que Brout y Englert inicialmente no comprendieron completamente el concepto, pero reconocieron su utilidad para construir una teoría con las simetrías necesarias y generar un mecanismo para dar masa a las partículas mediadoras.
Habla: José EdelsteinPalabras #13brout y englert no comprendieron conceptosimetrías necesarias para teoría higgsmecanismo para dar masa partículaspartículas mediadoras con interacción cortamodelo higgs intuitivo teorema goldstonepartícula sin masa teoría relativistacampo fotón adquisición de masa…escalar que adquiere que cuando cae digamos en el potencial que tenga no importa cuál sea tiene un valor distinto de cero, cae un mínimo que tiene un valor distinto de cero puede adquirir masa Lo que muestran ellos es que la partícula pareciera adquirir masa Entonces eso, bueno, a priori Brout y Englert no lo entendieron en su momento. No entendieron en absoluto lo que hoy entendemos de esto, pero sí vieron que era la manera en la cual uno podía construir una teoría con las simetrías que hacían falta y generar con este mecanismo la manera de darle masa a las partículas mediadoras. De modo tal que la interacción fuera de corto alcance. Peter Higgs en forma paralela hizo lo mismo pero de una manera mucho más fácil de entender, diría yo; creo que es una manera mucho más limpia de entender. La impresión es que tenía más claro a dónde iba porque lo que hace es construir directamente un modelito muy sencillo, muy parecido al que se usa en materia condensada para demostrar que efectivamente la partícula esta sin masa que, según el teorema de Goldstone, siempre aparece cuando uno aplica este tipo de mecanismo en la teoría relativista. Lo que ocurre es que esa partícula, por así decirlo, es tragada por el campo que sería como el fotón y adquiere masa. al tragar esta partícula siendo un poquitito más preciso en esto último todos recordarán que porque lo hemos dicho miles de veces que una partícula sin masa viaja a la velocidad de la luz y por lo tanto su polarización solo puede ser perpendicular a la…
José Edelstein explica cómo un bosón de Goldstone se incorpora al fotón para darle polarización longitudinal, permitiendo que la partícula adquiera masa.
Habla: José EdelsteinPalabras #8bosón de goldstone incorpora al fotónfotón adquiere polarización longitudinalpartícula adquiere masa por mecanismopolarización longitudinal en partículas masivas…solamente tiene, por ejemplo, un fotón, tiene polarización más o menos, perpendiculares a la dirección de movimiento, pero no tiene polarización longitudinal, porque no puede tenerla porque va a la velocidad de luz, y entonces, claro, si una partícula Que a priori no tiene masa, yo le doy masa a través de este mecanismo; necesito que esa partícula adquiera de la nada la polarización longitudinal, porque una partícula con masa sí que tiene polarización longitudinal. Entonces, de alguna manera, lo que está ocurriendo es que este bosón de Golson es incorporado por el fotón como componente longitudinal y así es como adquiere masa y todo el sentido cierra. Esto es lo que hizo más famoso a Englert. Englert, siempre cuando yo recuerdo en la época en la cual se descubrió la partícula, se le hizo un homenaje en Bruselas en el que yo estuve y él estaba como siempre bastante medio resentido porque de alguna manera…
José Edelstein relata cómo Peter Higgs inicialmente prefirió que se le llamara 'H' al bosón para evitar asociarlo directamente a su nombre, pero posteriormente presionó para que se reconociera la contribución de Brout, Englert y él mismo con el mecanismo BEH.
Habla: José EdelsteinPalabras #1bosón higgs inicialmente llamado hmecanismo beh por brout englert higgspremio nobel higgs y englertsimetría se rompe partículas adquieren masa…sé si estabas Gastón cuando fue a la conferencia de 2012 en Bruselas que fue como un homenaje a Englert antes de que ganara el Nobel, creo en 2013 quizás fue, no recuerdo si ya lo había ganado el Nobel o no pero él es como que pedía y hubo gente que llamaba X al bosón de Higgs para no ponerle el... o él en un momento dijo: bueno, lo pueden llamar H, la gente está acostumbrada en los gráficos a poner H, pues pongan H, pero no digan Higgs, es el bosón H en todo caso. Al mismo tiempo él sí que presionó mucho y creo que correctamente y por suerte la academia sueca así lo hizo, que al mecanismo por el cual la simetría se rompe y las partículas adquieren masa se lo llamó el mecanismo BEH por Brout Englert-Higgs, que creo que es absoluta justicia porque realmente fueron ellos los primeros que pensaron en el mecanismo de manera completamente análoga y acá es donde si quieres, Héctor, puedes poner el audio porque yo cuando estuve en 2012 cuando se descubrió el bosón de Higgs, pongo un poco de contexto, un editor de un medio chileno en esa época me estaba intentando convencer de que yo hiciera entrevistas, que yo podía valer para eso, entonces bueno me dijo ¿por qué no…