Gauzek masa izatearen “erruduna”

  • Higgsen bosoiaren existentzia lehenengoz proposatu zuten Peter Higgs eta François Englert zientzialariei eman diote aurtengo Asturiasko Printzea saria, zientziaren arloan. Aitzakia hori hartuta, eta partikulen fisika gure zentzumenetatik harago doan gaia izan arren, Higgsen bosoia zer den azaltzen ahaleginduko gara.

Higgsen bosoiak utzitako arrastoaren itxura hipotetikoa, CERNen simulaturiko talkan lortua.
Higgsen bosoiak utzitako arrastoaren itxura hipotetikoa, CERNen simulaturiko talkan lortua.

Higgsen bosoiaren aurkikuntzak frogatuko luke partikulen fisikaren teoria nagusia: eredu estandarra. Materiaren osaketa eta haren osagaien arteko indar eta elkarrekintza gehienak azaltzen ditu teoria horrek, naturaren funtzionamendu orokorra, alegia. Antzinatik landutako gaia da materiaren egiturarena. Greziar filosofoek jadanik materiaren jarraikortasunaz eztabaidatu zuten, hots, materia infinituki zatigarria ote den, edo zatitu ahala uneren batean gehiago zatitu ezin daitekeen osagairen batera iritsiko ote ginatekeen. Hala, Demokrito izan zen atomo hitza lehenengoz aipatu zuena. Atomo hitzak zatitu ezin daitekeena esan nahi du grezieraz, eta beraz, Demokritok materia zatitu ezin daitezkeen osagaiez, atomoz, osaturik zegoela defendatu zuen.
Atomoen inguruko lehen teoria zientifikoa XVIII. mendearen bukaeran proposatu zen. Gerora, elektroiaren aurkikuntzarekin, atomoaren barruan karga positibo eta negatiboak daudela ondorioztatu zuten. Karga positiboa nukleoan pilatzen da (protoietan) eta negatiboa nukleoaren inguruan biraka ari diren elektroiei dagokie. Erabat zuzena ez bada ere, hurbilketa bat eginez atomoak eguzki sistemaren itxura duela esan daiteke. Dena den, tamaina izugarri txikiez ari gara. Ideia bat egiteko, atomo baten tamaina armstrong baten ingurukoa da, hau da, milimetro bat baino 10 milioi aldiz txikiagoa. Kontuan hartu beharreko beste gauza bat da materia ia hutsik dagoela. Izan ere, elektroiak nukleotik oso urrun daude biraka. Alderaketa bat egitearren, nukleoak milimetro bateko tamaina izango balu, elektroiak hamar metrora egongo lirateke. Eta era berean, atomoak futbol zelai baten tamaina izango balu, nukleoak zelai erdian dagoen atorra baten botoiaren tamaina leukake.

Badirudi elektroia oinarrizko partikula edo partikula elemental bat dela, ez baita bere barne egiturarik ezagutzen. Aldiz, atomoaren nukleoa osatzen duten protoi eta neutroiak beste oinarrizko partikula batzuen konbinazioz osaturik daude, quark-ak. Hain zuzen ere, egitura hori azaltzen ahalegintzen da partikulen fisika. Honetan guztian aintzat hartu behar da Einsteinen erlatibitate orokorraren teoriak adierazten duen gisan, energia eta masa elkartrukagarriak direla (E = mc2 formula famatua). Hala, beharrezkoa da, masarik izan ez arren, energia badaukaten partikulak ere kontuan hartzea.

Oinarrizko partikulak

Partikulen fisikaren teoria nagusiak, eredu estandarrak, materiaren osaketa eta materia horien arteko elkarrekintzak oinarrizko partikulen bidez azaltzen ditu. Labur esanda, bi partikula mota nagusi daude, fermioiak, materiaren osagaiak, eta bosoiak, elkarrekintzen erantzuleak. Bi fermioik elkarrekintza dutenean, elkarrekintza hori bosoi baten transferentzia bidez gertatzen da. Esate baterako, material bat eguzkitan berotzen denean, ezaugarri jakin bateko fotoi batzuk absorbitzen dituelako da. Hala, fotoiak bosoi mota bat dira. Era berean, unibertsoko indar mota bakoitzari bere bosoia dagokio. Lau dira indar horiek: grabitazioa, elkarrekintza elektromagnetikoa, elkarrekintza nuklear sendoa eta elkarrekintza nuklear ahula.

Partikula elemental mota bakoitzak karga jakin bat dauka, positiboa, negatiboa edo ezer ez. Aldiz, teoria horren arabera, partikula hauek berez ez lukete masarik izan behar, ez lukete pisatu behar, bestela egindako kalkuluek ez bailukete zentzurik izango. Teoria horrek dioenez, masa edo pisu hori Higgsen eremu batekin elkarrekintza bat izatearen ondorioz lortzen dute; zenbat eta elkarrekintza handiagoa izan, orduan eta pisu handiagoa. Gutxien pisatzen dutenak oso erraz higitzen dira Higgsen eremu horretan, elkarrekintza txikia izaten dutelako. Asko pisatzen dutenak aldiz, gutxi higitzen dira, elkarrekintza handia dutelako.
Konparaketa bat egiteko, pentsa dezagun Higgsen eremu hori itsasoa dela eta bertan fermioi ezberdinak daudela, tamaina ezberdinetako barkuak. Barku txikiak erraz higitzen dira itsasoan, elkarrekintza txikia dutelako urarekin. Handiek ordea, gehiago pisatzen duten heinean elkarrekintza handiagoa dute, gehiago kostatzen zaie higitzea.

Bosoiaren bila

Higgsen eremua existitzen bada, Higgsen bosoi bat existitzen delako da. Beraz, Higgsen bosoia partikula elementala aurkitzeak Higgsen eremu hori existitzen dela baieztatuko luke, eta ondorioz, teoria zuzena litzateke. Era horretan azalduko litzateke unibertsoan pisua duten gauzak egotea: elektroiak, atomoak, planetak, izarrak, bizidunak eta gu geu ere bai, noski. Aldiz, bosoiek ez dute Higgsen eremu horrekin elkarreragiten, eta beraz, ez dute masarik. Fotoiz osaturik dagoen argiak, esaterako, ez du pisurik.

Higgsen bosoiaren ezaugarririk garrantzitsuenetakoa sortu eta berehala desagertzen dela da. Bere bizi-denbora segundo bat baino mila trilioi aldiz txikiagoa da eta horregatik ezinezkoa da zuzenean hautematea. Desagertzen denean baina, beste partikula elemental batzuk ematen ditu, eta horiek aztertuz jakin daiteke Higgsen bosoi hori uneren batean existitu den ala ez.

Ikerketa hauetan probabilitate balioak eman ohi dira. Izan ere, gerta daiteke Higgsen bosoiaren desintegraziotik sortu eta zientzialariek igarri behar lituzketen beste partikula elemental horiek beste perturbazio baten ondorioz sortuak izatea, eta hortaz, beharrezkoa da aurkikuntzaren probabilitate maila hori zehaztea.

Teoria hau 1970. urte inguruan proposatu zen eta 2012. urtera arte ezinezkoa izan zen Higgsen bosoia aurkitzea. Genevako CERN zentroko LHC azeleragailuan hasi ziren esperimentu erabakigarria egiten 2008an, eta 2012an esan ahal izan zuten ziurtasun handiz Higgsen bosoia aurkitu zutela. LHCn, protoiei energia handiz elkarrekin talka eginarazten zaie, argiaren abiaduratik gertu azeleratzen dira eta baldintza horietan Higgsen bosoia sortzen da. Esperimentuaren bitartez, unibertsoaren sorrera azalduko lukeen teoriaren punturik garrantzitsuena frogatu dela baieztatu daiteke.


Kanal honetatik interesatuko zaizu: Historia
Gilen Konkistatzailearen oinordeko aberatsak

Hastings (Ingalaterra), 1066. Gilen I.a Normandiako dukearen gudarosteak Harold II.a erregearen tropak mendean hartu zituen, eta tronua eskuratu zuen. Gilen I.a Konkistatzailea 1087 urtera bitartean izan zen errege.

Normandiarren konkistaren ondorengo erregealdi horretan,... [+]


Migrazio eta Asilo ituna: Europaren legatu kolonialista denon begien bistan

Europar Batasunean berriki onartu den Migrazio Itunak, asko zaildu dizkie gauzak euren herrialdetik ihesi doazen eta asiloa eskatzen duten pertsonei. Eskuin muturraren tesiak ogi tartean irentsita, migratzaileentzako kontrol neurri zorrotzagoak onartu dituzte Estrasburgon,... [+]


Sabbatai Zevi mesiasaren irakaspenak

Esmirna (Turkia), 1647. Sabbatai Zevi rabinoak (1626-1676) bere burua mesias izendatu zuen. Autoizendatze horrek ez zuen une horretan oihartzunik izan. 1651n Esmirnatik egotzi zuten eta hainbat urtetan Grezian, Trazian, Palestinan eta Egipton ibili zen, noraezean. Baina 1665an... [+]


Ötziren tatuaje modernoak

1991n Alpeetan Ötziren gorpua aurkitu zutenetik, egoera oso onean kontserbatutako 5.000 urteko arrastoak ikerketa asko egiteko erabili dituzte. Hasieratik arreta eman zuten azalean zeuzkan 61 tatuajeek. Adituek uste zuten tatuaje horiek azalean ebaki txikiak eginda eta,... [+]


Eguneraketa berriak daude