jueves, 7 de marzo de 2013

Superconductores y el campo de Higgs


- ¿ En qué se parece el panorama político español a un campo de Higgs ?

Hace mas de 100 años que el físico holandés Heike Kamerling Onnes descubrió un fenómeno nuevo en los metales a muy baja temperatura que es la superconductividad. Medio siglo después se presentó un modelo teórico cuántico (BCS) que explicaba las propiedades básicas de este efecto macroscópico sin igual.

Este modelo BCS ( John Bardeen, Leon N. Cooper y Robert Schrieffer) utiliza las mismas matemáticas que la física de partículas. La propiedad más importante de la superconductividad en un metal es la "no existencia" de campos magnéticos y eléctricos en su interior; ya que si no fuera así, se generarían los campos opuestos correspondientes que anularían la entrada de estos campos externos.

De esta forma podemos considerar a un superconductor como un sistema en el cual el campo electromagnético es de muy corto alcance y sorprendentemente el fotón tendría una "masa distinta de cero" en su interior. Como el campo electromagnético es un campo gauge y la interacción nuclear débil entre partículas también es una teoría gauge de corto alcance, se pueden hacer comparaciones entre estos dos mundos completamente diferentes porque obedecen a las mismas ecuaciones matemáticas.

¿Como funciona un superconductor? 
Los electrones del material tienen que cumplir al mismo tiempo dos condiciones especiales:

  1. Se tienen que formar o ligar un par de electrones con espines opuestos, llamados pares de Cooper, para tener espin "0" y comportarse como bosones. En una red cristalina los fonones (modos cuantizados de vibración) se encargan de amarrarlos. 
  2. Tienen que pasar a la fase de "condensación Bose", es  decir que todos los pares de Cooper se agrupen en el estado de menor energía posible. (Los bosones no cumplen el principio de exclusión de Pauli). En este estado se pueden mover libremente pero no pueden perder más energía y, en consecuencia, no sufren ninguna resistencia al movimiento.

"El campo de Higgs" se inspira en este modelo de la superconductividad, en el cual la condensación de Bose no se produciría en el interior de la materia sino en el vacío. Esto significa que el espacio vacío estará realmente lleno de partículas de Higgs que han sufrido una condensación Bose y serían las responsables de que las partículas elementales tuviesen masa, como así lo hace el fotón en los superconductores.

Hasta aquí no hay ningún problema con las comparaciones, ahora viene lo bueno: un fotón que entre en un superconductor inmediatamente será rodeado por los pares de Cooper que le conferirán al fotón una cierta inercia o masa y esto hace que los campos electromagnéticos desaparezcan. De la misma forma cuando una partícula entra en el espacio vacío (se crea), las partículas de Higgs, la rodean y le dotan de su inercia o masa característica.

Por utilizar un simil muy actual, cuando ciertos personajes políticos salen por el portal de su casa, una nube de reporteros les rodea para entrevistarle. No le cortan el paso, simplemente le acompañan mientras se mueve a través de la vía publica para conseguir una exclusiva o unas palabras para su emisora. Nuestro protagonista o partícula se verá tanto o más afectado cuanto mayor número de reporteros hayan sido atraídos al portal de su casa.

Los reporteros son las partículas de Higgs que crean un campo de actualidad permanente y los Barcenas,  Anas Mato, Sepulvedas, Urdangarines, ... son las partículas del modelo estándar de corrupción español. La importancia de cada uno de sus casos le confiere una masa inercial única en el superconductor de la política nacional.

Bibliografía:
http://www.eluniverso.org.es/2012/10/puede-ser-el-vacio-superconductor/
http://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/25/posts/centenaria-superconductividad-10326

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