Benvinguda

Benvingut al bloc del departament de física i química de l'IES Felanitx!

divendres, 16 de desembre del 2011

A punt de descobrir el bosó de Higgs, o no!

Dos fotons (línies vermelles) surten d'una col·lisió
de protons, juntament amb d'altres partícules les quals
trajectòries són les corbes grogues
al detector CMS del LHC del CERN.
Quatre muons (trajectòries vermelles) surten després
d'una col·lisió de protons al LHC. Les corbes grogues
i liles corresponen a altres partícules també produïdes
en el mateix xoc al detector ATLAS.
Hi ha dos tipus de partícules elementals en la naturalesa. Les més conegudes són els fermions (nom que prové del físic italià Enrico Fermi que estudià el seu comportament), que estan relacionats amb la matèria i que inclouen els electrons i els quarks que formen els àtoms (protons i neutrons estan formats per quarks); el cos humà, per exemple, està fet de fermions. Menys coneguts, però igualment importants, són els bosons (nom que prové del físic indi que els estudià, Satyendra Nath Bose), que estan relacionats amb les forces entre partícules; el fotó de la llum, per exemple, és el portador de la força electromagnètica.

El bosó de Higgs és una partícula elemental relacionada amb la massa introduïda els anys 60 del segle XX pel físic escocès Peter Higgs. De la mateixa manera que existeix un camp electromagnètic (el que empram per les telecomunicacions: telefonia, WiFi, Bluetooth, llum, radio, TV,...) del que depenen les propietats eléctromagnéticas de les partícules, existeix un camp de Higgs del que depèn la seva massa.

Tots els camps de força quàntics, com l'electromagnètic, han de tenir una partícula associada segons el Model Estàndard, la teoria física que explica les partícules i les seves interaccions. Per la qual cosa, si existeix un camp de Higgs, ha d'existir també un bosó de Higgs. Però aquesta partícula no és la que dóna massa a altres partícules; el que els dóna massa (si la teoria és correcta) és la seva interacció amb el camp de Higgs. Si no existís el camp de Higgs les partícules no tendrien massa. L'existència del bosón d'Higgs pot demostrar-se experimentalment en un accelerador de partícules com el LHC (Large Hadron Collider) del CERN (Centre Europeu de Recerca Nuclear).
Simulació d'una col·lisió de protons al detector
CMS on es produeixen bosons de Higgs.

La importància del bosó de Higgs va més enllà de comprendre la massa. És l'única partícula del Model Estàndard l'existència de la qual encara no s'ha pogut demostrar experimentalment. Si es descobreix, significarà que la teoria actual que explica l'Univers, encara que incompleta, és probablement correcta. Si no es descobreix, obligarà a reconsiderar tot el que s'ha fet en l'últim mig segle en física de partícules. Però el bosó de Higgs no es pot observar directament amb la tecnologia actual ja que, si existeix, és una partícula inestable que es desintegra en una fracció de segon donant lloc a altres partícules. Per tant, s'intenta deduir la seva existència de manera indirecta. En l'accelerador LHC primer es provoquen col·lisions de protons a altes energies amb l'esperança que el bosó de Higgs es materialitzi a partir de l'energia alliberada en algunes d'aquestes col·lisions. Després es detecten les partícules generades arran de les col·lisions i s'intenta deduir si entre la col·lisió inicial i les partícules finals s'ha format un bosó de Higgs com a pas intermedi. (Adaptat de LA VANGUÀRDIA. Guía rápida para entender el bosón de Higgs. 17-des-11)

Mes informació:

dimarts, 6 de desembre del 2011

La NASA descobreix un exoplaneta semblant a la Terra

La NASA, amb el telescopi espacial Kepler, ha descobert el primer planeta semblant a la Terra situat en la zona habitable del seu sistema estelar. L'estrella s'anomena Kepler 22, perquè l'ha estudiada el telescopi Kepler, és semblant al Sol i es troba a la constel·lació del Cisne; l'exoplaneta és el Kepler 22b (els exoplanetes s'anomenen afegint les lletres b, c, d... al nom de l'estrella, que és el cos a del sistema però no s'especifica).

El Kepler 22b està situat a 600 any llum de la Terra, el seu radi és 2,38 vegades el radi de la Terra i el seu període de translació és de 290 dies (amb la 3ª llei de Kepler, en aquest cas l'astrònom Johannes Kepler es pot calcular el radi de la seva òrbita ja que es coneix la massa de l'estrella). Resulta que està situat dins l'anomenada zona habitable. ës una zona al voltant de les estrelles on la temperatura permet que hi hagi aigua líquida; i l'aigua líquida és el medi on a la Terra s'inicià la vida. En planetes del nostre sistema solar on no hi ha aigua líquida sembla que no hi ha vida. Potser n'hi hagués de vida a Mart perquè està en el límit de la zona habitable i en temps enrera hi ha proves que hi havia aigua líquida.

La tècnica emprada per detectar el Kepler 22b és la dels trànsits. Observant l'estrella si passa per davant un planeta la brillantor disminueix un poquet. Amb instruments molt precisos és possible detectar-ho i si s'espera a un nou trànsit el temps entre els dos és el període de translació. A partir del percentatge de disminució de la brillantor, i de la distància que separa l'exoplaneta de l'estrella determinat per la 3ª llei de Kepler, es pot calcular el radi del planeta.


Més informació a: