Dominique Meeus* y Jean Pestieau**
Original: Estudios Marxistas
Traducción: Asociación Cultural Jaime Lago
In Memoriam Ludo Martens (1946-2011) [1]
“Toda la vida social es esencialmente práctica. Todos los misterios que desvían la teoría hacia el misticismo encuentran su solución racional en la práctica humana y en la comprensión de esta práctica.” [2]
04 de julio 2012, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra realiza un anuncio que va a pasar a la historia: "Los experimentos del CERN observan una partícula cuyas características son coherentes con las del bosón de Higgs tan esperado.” [3]
En 1964, Robert y François Englert Brout de la Université Libre de Bruselas proponen un mecanismo llamado más tarde "mecanismo de Higgs" para explicar la masa de las partículas elementales que tienen masa. [4] Este mecanismo fue propuesto simultáneamente por Peter Higgs de la Universidad de Edimburgo y es el nombre de este último el elegido para dar nombre a la partícula asociada a este mecanismo, el bosón de Higgs.
Debemos saber que el llamado "modelo estándar" es la teoría más exacta y más completo jamás elaborada para comprender las interacciones fundamentales de la naturaleza.[5] El mecanismo de Higgs, que es parte esencial del modelo estándar muestra cómo las interacciones a distancias muy cortas entre las partículas elementales, como la fuerza de interacción nuclear débil, responsable de la diversas desintegraciónes radiactivas por un lado, y las interacciones de larga distancia, tales como la interacción electromagnética, de alcance infinito, por otro, pueden tener un origen común.
Sobre la base de estas ideas, los físicos teóricos Sheldon Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg construyeron una teoría que unifica las interacciones electromagnéticas y débiles, lo que les valió el Premio Nobel en 1979. El descubrimiento en el CERN en 1983 de los bosones masivos W y Z predichos por esta teoría, valdría al año el Premio Nobel siguiente a investigadores Carlo Rubbia y Simon van der Meer.
Hoy apenas conocemos los primeros aspectos de esta nueva interacción de masa, que se manifiesta mediante la partícula de Higgs. La declaración del 4 de julio del CERN acaba así: "identificar formalmente las características de la nueva partícula tomará tiempo y requerirá una gran cantidad de datos. Pero cualesquiera que sean las propiedades del bosón de Higgs, estamos a punto de dar un gran paso hacia adelante en nuestra comprensión de la estructura fundamental de la materia. "
Tabla de las partículas elementales
Los quarks y los leptones son fermiones
Cada fermion (quark o leptón) tiene una antipartícula correspondiente. Por ejemplo, la antipartícula del electrón, el positrón, tiene una carga eléctrica opuesta a la del electrón. Sin embargo, los neutrinos son de carga eléctrica nula, aunque no es imposible que el neutrino de cada tipo sea su propia antipartícula.
Los quarks aparecen en tres variantes (llamados colores). De este modo, el quark u o el quark up aparece en tres variantes.Los vehículos de las fuerzas de interacción son bosones
Los gluones aparecen en ocho variantes diferentes. Son los vehículos de la interacción nuclear fuerte, a la que sólo son sensibles los quarks [6].
Más allá de los los neutrinos, todos los fermiones son sensibles a la fuerza de interacción electromagnética transmitida por el fotón [7].
Todos los fermiones son sensibles a la fuerza nuclear débil mediada por los bosones Z y W [8]. Hay que tener en cuenta que todas las partículas elementales, fermiones y bosones, son sensibles a la interacción gravitatoria, mediada por el bosón gravitón, aún sin descubrir.
Las únicas partículas sin masa (insensibles al mecanismo Brout-Englert-Higgs) son el fotón, los ocho gluones y el gravitón.
El paso de la teoría a la experiencia (práctica)
El CERN es una empresa pública multinacional con base europea [9] dedicada a la investigación básica. Está formada por veinte países europeos, entre ellos Alemania, Francia, Reino Unido e Italia. Sus éxitos científicos como empresa colectiva han impedido hasta ahora la intervención directa intempestiva de los estados y las corporaciones multinacionales. A diferencia de otros muchos centros de investigación en Estados Unidos, no está relacionada con el complejo militar-industrial, secretos políticos o patentes. Algo remarcado, por otra parte, desde sus estatutos fundacionales:
"La Organización facilitará la colaboración entre los Estados europeos en investigación nuclear de carácter científico y fundamental pura, así como otras investigaciones en estrecha relación con ella. La Organización se abstendrá de realizar cualquier actividad con fines militares y los resultados de su trabajo experimental y teórico serán publicadas o accesibles al público de cualquier otra manera [10]."
Los físicos y sus instituciones, sean miembros o no de los Estados, son responsables de la financiación, implementación y explotación de las experiencias con las que colaboran. El CERN invierte una parte importante de su presupuesto en la construcción de nuevos aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones [11] (LHC) y contribuye sólo en parte al coste de los experimentos.
El CERN emplea a aproximadamente 2.400 personas. El personal científico y técnico de laboratorio, en colaboración con sus socios a lo largo del mundo, concibe y construye los aceleradores de partículas y garantiza su buen funcionamiento. También contribuye a la preparación y ejecución de los complejos experimentos científicos, así como el análisis e interpretación de los resultados.
Cerca de 10.000 científicos visitantes, la mitad de los físicos de partículas del mundo, vienen a investigar al CERN. Representan a 608 universidades e institutos de investigación y 113 nacionalidades.
Una organización como el CERN no puede funcionar sin una planificación que abarque varias generaciones. Por lo tanto, el diseño del LHC comenzó a mediados de los años 80. Su construcción se previó entre 1998 y 2008. (Al mismo tiempo se construyeron cuatro grandes detectores.) Su diseño precedió por tanto a la puesta en marcha de su predecesor (el LEP: el gran colisionador electrón-positrón), que se inició en 1989 y se cerró en 2000, después de obtener resultados muy precisos, dando una base experimental firme para el modelo estándar, si excluimos el bosón de Higgs.
Entre diciembre de 2011, cuando se anunció que no era imposible la existencia de una partícula con características similares a las de un bosón de Higgs, con una masa de 125 a 126 GeV [12] , y el 4 de julio del 2012, cuando se anunció el descubrimiento, se realizó para obtener dicho resultado una enorme obra colectiva. Se redactaron decenas de propuestas en la base, que fueron centralizadas al nivel adecuado y aplicadas para mejorar el rendimiento de los detectores del LHC y CMS y ATLAS [13]. Dos condiciones explican este éxito: (1) la unificación de los conocimientos, intuiciones e iniciativa personales, con una finalidad específica: dar un paso adelante en el conocimiento de la naturaleza, (2) la puesta a disposición - a través de los impuestos pagados por cientos de millones de trabajadores de todo el mundo – de enormes recursos, cuantificados en miles de millones de euros, necesarios para llevar a cabo tales experimentos científicos [14].
Investigación básica e imperialismo
La experiencia también pone de relieve diversos aspectos de las relaciones entre Europa y Estados Unidos en materia de investigación y las diferencias en las actitudes entre ellas en la investigación.
En cuanto a las relaciones, hay, por supuesto, colaboración y competencia. Muchos investigadores de Estados Unidos colaboran en la labor del CERN y en 1997 Estados Unidos obtuvo el estado de observador. Sin embargo, la política de los Estados Unidos ha sido durante mucho tiempo la de privilegiar herramientas puramente nacionales.
No hay duda de que la Unión Europea tiene objetivos imperialistas, que son, por el momento, más tímidos y menos militares que los de Estados Unidos. Los círculos gobernantes de los Estados Unidos se ven atrapados en la contradicción de querer presumir de estar a la vanguardia de la investigación científica, mantener su supremacía militar sobre el resto del mundo y gobernar una gran parte del mismo, algo que es caro. Puesto en servicio en 1983, el Tevatron, una herramienta potente del Fermilab, tuvo que cerrar sus puertas en septiembre de 2011 [15]. La construcción del SSC (Superconducting Super Collider), que concentraba todas las esperanzas de los Estados Unidos para descubrir el bosón de Higgs, diseñada vez en 1988 y que comenzó a funcionar en 1991, fue detenido en 1993 por el Congreso.
Frente a esto, el CERN se caracteriza por un carácter internacional, no comercial y no militar. Construido a partir de 1998 y terminado en 2008, el LHC obtuvo el 4 de julio de 2012, en un tiempo relativamente corto tras su puesta en marcha, un importante logro.
En un notable artículo sobre el bosón de Higgs [16] Steven Weinberg, uno de los diseñadores principales del modelo estándar pone a la ciencia en una dudosa inmediación de la guerra: "Podemos argumentar a favor de este tipo de gastos, incluso hacia aquellos que no se preocupan en aprender las leyes de la naturaleza. Explorar las últimas fronteras de nuestro conocimiento es en cierto sentido semejante a la guerra: empuja la tecnología moderna a sus límites, a menudo proporcionando nuevas tecnologías de gran importancia práctica." Debemos suponer que Weinberg prefiere obtener estos avances tecnológicos mediante la ciencia que mediante la guerra. A pesar de todo, es posible defender el valor de la investigación básica por sí misma y el CERN muestra que podemos llevar a cabo esta investigación de otra manera.
Esta es la opinión de François Englert, uno de los diseñadores del mecanismo Brout-Englert-Higgs: "Es una sensación maravillosa la de observar la colaboración de diez mil personas para descubrir el bosón de Higgs y me da la impresión de que de vez en cuando, hay algo en la naturaleza humana que no participa del desastre colectivo hacia el que a veces parece que avanzamos. [...] Ver cincuenta nacionalidades conviviendo sin problemas, ayudándose mutuamente, lejos de un mundo que va mal, es muy reconfortante. ¿Debo lanzar la idea de dar el Premio Nobel de la Paz al CERN?. Se lo merece. Más allá del extraordinario desarrollo tecnológico alcanzado, es la imagen de este gran formidable encuentro de humanidad."
Dominique Meeùs, Doctor en Ciencias (Matemáticas), profesor del Instituto de Estudios Marxistas.
Jean Pestieau, profesor emérito de Física de la Universidad de Lovaina.
Notas
[1] Ludo Martens fue Presidente del Partido del Trabajo de Bélgica desde 1979 hasta 2008. Para él, el poder revolucionario moral en manos de los oprimidos, se basa en el conocimiento científico del mundo y el optimismo revolucionario.
[2]K. Marx, 8 ª Tesis sobre Feuerbach, 1845
[3]Comunicado de prensa del CERN (http://press.web.cern.ch/press/pressreleases/Releases2012/PR17.12f.html).
[4] La inercia de un cuerpo es su resistencia al cambio en la velocidad (aceleración). La inercia es una función de la masa corporal: cuanto más es, mayor es la fuerza requerida para cambiar su movimiento será. El término se refiere tanto a las cantidades masivas unidas a un cuerpo: es la medida del cuerpo de inercia (masa inercial) y la contribución de otra institución a la fuerza de la gravedad (el peso pesado), por ejemplo el de la Tierra. La igualdad de estas dos cantidades se verifica experimentalmente. Ellos se identifican a continuación. La masa involucrada en la ecuación más famosa de la física clásica (Newton): fuerza = masa x aceleración. En este contexto, la masa es una propiedad intrínseca de un cuerpo, independiente del medio ambiente externo. Por contra, el diseño introducido en 1964 y confirmado por el descubrimiento de 4 de julio de 2012, la masa de una partícula elemental es el resultado de la interacción del cuerpo con el alcance de la interacción de la masa, el campo Brout Englert-Higgs-.
[5] Hasta el 4 de julio del 2012, cuatro tipos de interacciones fundamentales (fuerzas) se pusieron de relieve en la naturaleza: la interacción gravitatoria (largo alcance), la interacción electromagnética (largo alcance), el la interacción nuclear débil (de corto alcance) y la interacción nuclear fuerte. Desde el 4 de julio, una nueva interacción era evidente, la interacción de la masa a través del mecanismo de Higgs. La norma cubre todas estas fuerzas interactivas excepto la gravedad. Ver tabla de las partículas elementales.
[6] Esta es la fuerza que une los quarks en protones, neutrones y núcleos en general.
[7] Esta es la fuerza que une los electrones a los núcleos de los átomos y las moléculas y los átomos es entidades distintas.
[8] Es esta fuerza que es responsable de la emisión de neutrinos de las plantas de sol y la energía nuclear.
[9] En el CERN, consulte http://public.web.cern.ch/public/fr/About/About-fr.html. Ver también Maurice Jacob, 2001 En el corazón de la cuestión: La física de partículas elementales, Odile Jacob, París, ISBN: 978-2-7381-0980-4 Páginas 23-28 citó http://studies.d -meeus.be/wikindx3/index.php? ResourceView action = & id = 994.
[10] Guía de Archivos de la Unesco ... CERN (http://www.unesco.org/archives/sio/Fre/presentation_print_fr.php?idOrg=1003).
[11] Los hadrones son partículas compuestas de quarks y gluones, que son sólo para ser sensibles a la interacción nuclear fuerte a diferencia de los leptones. Ver arriba Mesa de las partículas elementales. LHC, ver http://public.web.cern.ch/public/fr/LHC/LHC-fr.html.
[12] 1 GeV billones de electronvoltios. Es en esta unidad que se miden las masas de las partículas elementales más pesadas tales como W, Z, H y T: ver tabla de partículas elementales.
[13] En el CMS, consulte http://public.web.cern.ch/public/fr/LHC/CMS-fr.html. ATLAS, http://public.web.cern.ch/public/fr/LHC/ATLAS-fr.html.
[14] La dimensión colectiva de la investigación en el CERN también se trató en Peter Mertens y Raoul Hedebouw, Izquierda Prioridad: Red Runs crisis, Aden, Bruselas, 2009, p. 198 y siguientes.
[15] The Economist, "Hasta luego, y gracias por todos los quarks", 01 de octubre 2011 (http://www.economist.com/node/21530946).
[16] S. Weinberg, The New York Times, "¿Por qué los asuntos Higgs Boson," 13 de julio 2012 (http://www.nytimes.com/2012/07/14/opinion/weinberg-why-the-higgs-boson-m... ).
[17] La Libre Belgique, 04 de julio 2012 (http://www.lalibre.be/societe/sciences-sante/article/747810/le-boson-dev...).
[18] Artículo 02 de julio 2012 ligeramente actualizado 4 tras el anuncio del CERN (http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/the-higgs-particle/why-t...).
[19] Véase la tabla de partículas elementales en el artículo anterior.