¿Por qué nada viaja más rápido que la luz? |El bosón de Higgs|

Estoy segura de que mas de una vez habréis escuchado que nada puede viajar más rápido que la luz, pero ¿a qué se debe esto? Si quieres saber por que los fotones son tan especiales y además te suena el concepto del bosón de Higgs pero no estás seguro de que es continua leyendo.

La velocidad de la luz. Para los astrónomos es algo esencial. Y es que gracias a esto podemos ver estrellas y galaxias que se encuentran a millones de billones de kilómetros de distancia. Podemos ver una supernova explotar, estrellas tan lejanas que ya no existen e incluso el propio universo 380.00 años después de su origen. Sin embargo, aunque vaya a la máxima velocidad posible, 300.000km/s necesita su tiempo para llegar de un punto a otro, por lo que sólo somos capaces de conocer una parte muy pequeña del universo.

Esto ha llevado a los científicos a preguntarse si podría existir alguna partícula que viajara a más velocidad todavía, para poder recorrer distancias aun más largas. Sin embargo parece ser que nada puede viajar más rápido, y este es el motivo: Para comprender este fenómeno necesitamos saber unas cuantas cosas antes y así comprender mejor como funcionan las partículas que forman nuestro universo

. El vacío no existe Otra de las grandes mentiras que siempre nos han explicado es que el universo es vacío. Hay planetas, estrellas, asteroides...pero entre estos objetos no hay nada, sólo vacío absoluto. Es como si entre los 384.400 km que separan la Tierra de la Luna no existiera absolutamente nada de nada, sólo un inmenso vacío.

Existe la falsa creencia de que el espacio está vacío

Pues bien, esto no es cierto. Por el universo viajan partículas, fotones, neutroninos, radiación, gases etc Y no sólo eso, puesto que nos olvidamos del propio tejido espacio tiempo y algo esencial: los campos cuánticos: como el campo electromagnético o el campo de Higgs. Veamos mejor que es esto.

El campo de Higgs.

Imagina que entras en una habitación vacía. No hay ningún mueble. Están solo las paredes que limitan la estancia. Hay ausencia total de luz, de sonido. No hay nada ¿Está realmente esta habitación vacía? No, porque hay aire. ¿Es fácil de entender verdad? Ahora supongamos que salmos al espacio, lo bastante lejos como para escapar de la órbita de la Tierra. Imaginad que tenemos una especie de interruptor y apagamos la luz, ya no vemos estrellas, ya no están ni el Sol ni la Luna, No hay nada, sólo nuestro planeta. ¿Estamos en un vacío? Pues tampoco, porque la Tierra se encuentra envuelta por un campo electromagnético, que en parte se encarga de mantener nuestra atmósfera y de que los imanes y brújulas funcionen. .

Representación del campo magnético de la Tierra

Pues el campo de Higgs es muy parecido al campo electromagnético. Es algo que lo cubre absolutamente todo, pero nosotros no somos capaces de verlo ni de percibirlo, como el aire que llena la habitación. ¿Y qué es exactamente? Está bien, imaginemos que todo el universo se encuentra como en una especie de maya como las bolsas de naranjas. que lo cubre todo y todo el universo se encuentra dentro.

Representación del campo de Higgs

Esto es el campo de Higgs. Pues bien, cuanto este campo se excita, vibra, y forma unas partículas llamadas Bosón de Higgs.

El bossón de Higgs fue descubierto en el CERN en el 2012 aunque fue teorizada por Peter Higgs en la década de los 60

Estas partículas son muy especiales, ya que su vida es extremadamente corta de la orden de un zeptosegundo (la mil trilloésima parte de un segundo)y al desintegrarse da origen a las partículas más elementales como los electrones, los muones, los tau y fotones. Al nacer, cada partícula tiene unas propiedades determinadas: masa, carga y spin. Así como una aceleración

Estas partículas empiezan a viajar por el universo, que recordemos, no está vacío. Durante su viaje interaccionan con el campo de Higgs y esta interacción las dota de masa. Por ejemplo, los Bossonez W y Z nacen sin masa, pero adquieren una muy grande al interactuar con el campo de Higgs. Como de vuelven más pesadas les cuesta más viajar rápido por lo que se ralentizan. Imagina que tienes que empujar por un sendero un carrito de supermercado vacío ¿ Es fácil verdad? Y seguramente puedas llevarlo a una velocidad considerable. Ahora imagina que debes empujar un coche ¿ya es más complicado verdad? Necesitas más fuerza para empujarlo y la velocidad a la que lo haces disminuirá. Pues con las partículas pasa lo mismo, cuanto más masivas más despacio se mueven por el espacio-tiempo. La particularidad de los fotones Veamos, ¿qué tienen de especial los fotones? Pues bien, los fotones forman parte del grupo de Bossones por lo que nace sin masa

Los fotones no poseen carga ni masa

¿Pero por qué nunca gana masa como si lo hacen los otros bosones? Pues muy sencillo, los fotones no interactuan con elcampo de Higgs. Es como si viajara a través de el vestido de incógnito, como si lo evitara. Para que nos hagamos una idea es como cuando te cruzas por la calle a alguien que no quieres saludar y te haces el loco. Pues los fotones, al no interactuar con el campo de Higgs no gana masa así que podríamos decir que nunca obtienen esa resistencia que si ganan otras partículas. Es como si por el campo tuvieras que empujar algo sin masa.

Podríamos decir que los fotones se esconden para no interacuar con el campo de Higgs

Pongamos otro ejemplo para entenderlo. Imagina que tienes una pequeña bola de nieve, (en este caso una partícula) y estás en medio de una montaña nevada (el campo de Higgs) si vas empujando la bola por la nieve esta cada vez de irá haciendo más y más grande y por lo tanto más pesada. Adquiere masa y es más difícil de mover. Eso pasaría con el Bosón W or ejemplo. En cambio el fotón es como si tuvieras que empujar una bola de ping pong recubierta de un material hidrófobo por la nieve resbala y no se adhiere. Puedes caminar kilómetros y kilómetros empujándola, que no ganará ni un gramo de nieve y por lo tanto su masa jamás aumentará. Puedes empujarla todo lo rápido que puedas infinitamente.

A medida que la bola de nieve es arrastrada va ganando masa y por lo tanto se hace más pesada de mover.

Pues esto es lo que ocurre con los fotones. Al tener masa 0 siempre pueden viajar a la máxima velocidad infinitamente.

Representación artística de dos fotones viajando por el espacio-tiempo

Y por último, la famosa ecuación de Einstein Tranquilos, es sólo una explicación sencilla de lo que significa esta formula. Lo que nos viene a decir es que a la velocidad de la luz la masa de un objeto tiende a infinito (si, un peso ilimitado) por lo tanto su energía, la necesaria para que se mueva a estas velocidades es también infinita. Como esto no es posible sólo algo sin masa, los fotones, puede viajar a tal velocidad. Ahora ya sabéis por que nada puede superar la velocidad de la luz. ¿Sabíais el motivo? ¿Habéis aprendido algún concepto nuevo? ¡No dudéis en comentar!