Tendencias21

Observan un análogo de la ‘partícula divina’ en supermateriales

En 2012, se constataba la existencia de una partícula subatómica buscada durante mucho tiempo: el bosón de Higgs. Ahora, un equipo de investigación dirigido por físicos israelíes y alemanes ha cerrado el círculo, al informar de las primeras observaciones del análogo del Higgs en materiales superconductores. Los autores del avance aseguran que este podría suponer que el bosón pueda analizarse en un laboratorio corriente.

Observan un análogo de la ‘partícula divina’ en supermateriales

En 2012, se constataba la existencia de una partícula subatómica buscada durante mucho tiempo: el bosón de Higgs, responsable de dotar de masa a los demás componentes básicos de la materia. Fue en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, y su hallazgo le valió el premio Nobel de Física de 2013 a François Englert y Peter W. Higgs, autores del descubrimiento teórico del bosón hace más de 50 años.
 
Aquellos primeros indicios de esta partícula fueron inspirados por el estudio de los superconductores, una clase especial de metales que, cuando se enfrían a temperaturas muy bajas, permiten a los electrones (partículas subatómicas de carga negativa) moverse sin resistencia.

Ahora, un equipo de investigación dirigido por físicos israelíes y alemanes ha cerrado el círculo, al informar de las primeras observaciones del análogo del Higgs en materiales superconductores.
 
Se cierra el círculo
 
A diferencia de los experimentos subatómicos del CERN en una instalación que costó alrededor de 4.100 millones de euros, estos hallazgos, presentados en la prestigiosa revista científica Nature Physics, se han logrado con un coste relativamente bajo y en un laboratorio corriente.

Aviad Frydman, miembro del Departamento de Física de la Universidad Bar-Ilan, en Israel, explica en un comunicado de dicho centro, que su hallazgo traslada la búsqueda del bosón de Higgs de nuevo a su fuente.
 
«Irónicamente, mientras que la discusión acerca de este ‘eslabón perdido’ del Modelo Estándar de física de partículas se inspiró en la teoría de los superconductores, el análogo del Higgs nunca fue observado en estos materiales, por dificultades técnicas. Unas dificultades que ahora hemos logrado superar», añade Frydman.
 
En términos generales, el modelo estándar describe 18 partículas que forman la materia y las fuerzas que rigen sus interacciones. El bosón de Higgs completó la colección de 18 tipos de partículas fundamentales requeridas.

El truco para encontrarlo

En su artículo de Nature Physics, Frydman y sus colaboradores describen un nuevo método para la realización de experimentos sobre el bosón de Higgs.
 
«La alta energía necesaria para excitar un análogo del Higgs en superconductores tiende a separar a las parejas de electrones que sirven como carga básica de este tipo de materiales. Esto hace que la naturaleza superconductora del material quede suprimida», explica el investigador.
 
«Hemos resuelto este problema usando películas superconductoras desordenadas y ultrafinas de nitrito de niobio y de óxido de indio cerca del punto crítico superconductor-aislante (SIT),  un estado en el cual, según las teorías recientes, la rápida desintegración del Higgs no ocurriría” (esta rápida desintegración es lo que ha hecho difícil observar el Higgs desde siempre). “Esto creó las condiciones necesarias para excitar un análogo del Higgs a energías relativamente bajas”.
 
Del LHC a una mesa de laboratorio
 
Según Frydman, la observación del mecanismo del Higgs en superconductores es importante porque revela cómo un solo tipo de proceso físico se comporta bajo condiciones energéticas drásticamente distintas.
 
«Excitar el bosón de Higgs en un acelerador de partículas requiere enormes niveles de energía”. En cambio, “el fenómeno paralelo en superconductores se produce a una escala energética completamente diferente. Sólo una milésima parte de un único electronvoltio. Lo que es interesante es ver cómo, incluso en estos sistemas extremadamente dispares, funciona la misma física fundamental».
 
Por otra parte, la naturaleza robusta del análogo del Higgs observado en superconductores podría facilitar a los científicos el estudio de la aún controvertida «partícula de Dios». Gracias a este nuevo enfoque, pronto podrían resolverse misterios de la física fundamental de larga duración, con experimentos llevados a cabo -no en un complejo acelerador de costes desorbitados- sino en una simple mesa de laboratorio, aseguran los autores del avance.
 
Aunque la confirmación final de la existencia del bosón de Higgs llegó en 2012, los primeros indicios consistentes fueron hallados en 2000, también en el colisionador de partículas del CERN. Desde entonces, la búsqueda ha continuado.

Referencia bibliográfica:

Daniel Sherman, Uwe S. Pracht, Boris Gorshunov, Shachaf Poran, John Jesudasan, Madhavi Chand, Pratap Raychaudhuri, Mason Swanson, Nandini Trivedi, Assa Auerbach, Marc Scheffler, Aviad Frydman, Martin Dressel. The Higgs mode in disordered superconductors close to a quantum phase transition. Nature Physics (2015). DOI: 10.1038/nphys3227.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • ¿Fue la Edad del Hierro un período histórico matriarcal? 23 enero, 2025
    Genetistas y arqueólogos han descubierto a través del análisis de ADN antiguo evidencia convincente que sugiere que la Edad del Hierro de Gran Bretaña puede haber sido aún más matriarcal de aquello que se pensaba anteriormente: las tierras se transmitían a la descendencia femenina, por ejemplo, siendo la primera vez que se documenta este tipo […]
    Redacción T21
  • Un enorme objeto interestelar modificó para siempre a nuestro Sistema Solar 22 enero, 2025
    Un estudio sugiere que es posible que un objeto de origen interestelar de enorme tamaño y peso se introdujera en el Sistema Solar al principio de su formación, dejando una huella imborrable en las órbitas planetarias, antes de desviarse nuevamente hacia otros confines del Universo. El visitante fugaz podría haber tenido características similares al misterioso […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Cada vez más cerca de la energía limpia e ilimitada: el “Sol artificial” de China rompe un nuevo récord 22 enero, 2025
    La posibilidad de disfrutar de una fuente energética limpia e inagotable está más cerca de ser una realidad, luego que este lunes 20 de enero el Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), el reactor de fusión experimental conocido como el “Sol artificial” chino, rompiera un nuevo récord de producción de plasma: superó en más del doble […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La costumbre de orinar en grupos provendría de los monos 22 enero, 2025
    Las personas generalmente van al baño en grupos: según una nueva investigación, los chimpancés hacen lo mismo, posiblemente para fortalecer los lazos sociales. Es posible que la tendencia en los seres humanos hacia la "micción contagiosa" sea una herencia evolutiva proveniente de otros primates.
    Redacción T21
  • Descubren antiguos sacrificios para hacer "renacer" al Sol después de una enorme erupción volcánica 21 enero, 2025
    Cientos de artefactos de piedra descubiertos en la isla danesa de Bornholm pueden haber sido ofrecidos a los dioses para evitar una crisis climática: se entregaron a modo de sacrificio hace casi 5.000 años, para lograr el "regreso" de un Sol oscurecido luego de una gigantesca erupción volcánica. Los investigadores creen que todo el hemisferio […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • El cambio climático está "atrapando" a algunas bacterias en un bucle temporal eterno 21 enero, 2025
    Especies de bacterias en un lago de Wisconsin están en una suerte de "bucle interminable" evolutivo: han crecido rápidamente y regresado abruptamente a su estado inicial, repitiendo una y otra vez ese ciclo, aparentemente en respuesta a estaciones y otros parámetros ambientales que cambiaron drásticamente como consecuencia del cambio climático.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Tendremos un futuro utópico y distópico a la vez 21 enero, 2025
    La nueva edición de la exposición ArtFutura, que se desarrolla en el Palacio Neptuno de Madrid, transmite un mensaje claro: la Inteligencia Artificial Generativa no es una amenaza para el arte, sino una nueva herramienta que expande los límites de nuestra creatividad. Sin miedo.
    Alejandro Sacristán (enviado especial T21)
  • Una interfaz cerebro-ordenador permite a una persona con parálisis operar un helicóptero virtual 21 enero, 2025
    La interfaz cerebro-ordenador puede permitir a las personas con parálisis interactuar con otros, participar en trabajos remotos y disfrutar de actividades recreativas: un implante colocado quirúrgicamente en una persona con parálisis en las cuatro extremidades proporcionó un nivel de control sin precedentes sobre un cuadricóptero virtual, solo pensando en el movimiento de los dedos para […]
    Redacción T21
  • Una abeja robótica rompe los récords de polinización y hace acrobacias en el aire 20 enero, 2025
    Un insecto-robot que simula a una abeja y pesa menos de un gramo, aletea con la misma eficacia que los insectos en la naturaleza y fue diseñado para la polinización artificial: podría sentar las bases para una producción agrícola realizada totalmente es espacios interiores. El avance permitiría cultivar frutas y verduras dentro de un almacén […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Nuevos hallazgos reafirman el origen genético de la depresión 20 enero, 2025
    Un nuevo estudio señala los "genes de la depresión" en todas las etnias: se trata de 239 factores de riesgo genéticos para la depresión que inciden en todas las principales poblaciones mundiales. Esto permitirá a los científicos predecir por primera vez el riesgo de depresión independientemente del origen étnico de cada persona.
    Pablo Javier Piacente / T21