El bosón de Higgs

Con frecuencia, se dice que el Higgs es el responsable de “dar masa” a las partículas. Esto, a decir verdad, no es del todo cierto. Dedicaré este corto escrito a explicar por qué, pues no es algo para tomarse a la ligera.
En primer lugar, cuando hablamos de “masa” estamos habituados a entenderla como una propiedad de la materia que la atrae hacia un campo gravitatorio. La confundimos con lafuerza “peso” debido a este hecho (si alguna vez les preguntan su PESO no está bien responder, por decir algo, 55kg, pues esta es su MASA, en realidad su peso sería de, aproximadamente, 550 N). Esto es lo que los físicos llaman (algún día diré llamamos), a grandes rasgos, “masa gravitatoria“. Luego está la “masa inercial“, que podemos definir como la oposición que ponen los cuerpos a cambiar suestado de movimiento cuando se les aplica una fuerza.
Es decir, F = ma, segunda ley de Newton, ¿les suena? En un mundo macroscópico como el nuestro, ambas masas coinciden de una u otra forma, por eso no acostumbramos llamarlas por su apellido y, en un marco netamente clásico las tratamos indistintamente.
Sin embargo, cuando hablamos de partículas no hay que olvidar que, según el Modelo Estándar,la gravedad es despreciable a escalas atómica y subatómica (sí, es la más débil de las cuatro fuerzas, si no acaban de creérselo piensen esto: Cualquiera de ustedes, incluso un flacucho como yo, es capaz de vencer la gravedad de la Tierra, cuya masa es, en absoluto, despreciable, sin realizar demasiado esfuerzo), por ende, en dichas escalas, cuando hablamos de masa nos estamos refiriendo a la masainercial y no a la gravitatoria. Conclusión: En principio, el Higgs y la gravedad no tienen mucho en común.
Ya hemos quemado muchos vídeos (al menos yo, como buen friki), noticias (casi siempre sensacionalistas) y artículos donde se explica cómo el mecanismo de Higgs, que se define para explicar eso que llamamos ruptura espontánea de la simetría electrodébil (¿que qué?, bueno, luego les explicoqué es eso) nos deja, como regalo de Navidad, un campo que interacciona con las partículas fundamentales y las dota de masa.
Bueno, la clave está en el término “partículas fundamentales”. ¿Qué son las partículas fundamentales? Pues, básicamente, son aquellas que no cuentan con estructura interna de ningún tipo (se los ilustro con una analogía, pero no se lo tomen muy a pecho: Si observamos unedificio, cada uno de sus adobes equivaldría a una partícula fundamental, pues hace parte de un todo pero existe por si solo). Usando esta definición, podemos excluir protones y neutrones de esta categoría, pues, como bien sabemos, están compuestos por Quarks.
Aquí cabría preguntarse: entonces, ¿la masa de los protones, neutrones y otras partículas no fundamentales, de dónde sale?
Para contestar aesta pregunta, tenemos que traer la relatividad a colación (oh sí, Einstein ataca). La relatividad es muy importante a esta escala debido a los niveles de energía, tiempo y velocidad en los que debemos enmarcar las interacciones entre partículas.
Según la relatividad, masa y energía son equivalentes (E=mc2). Esto no solo quiere decir que puedes convertir una partícula de “masa” en energía yviceversa (claro, de poder poder…). De aquí se desprende algo que va en contra de nuestra intuición: Cuando consideramos la masa de los tres quarks que componen un protón y las sumamos, el resultado de esa suma… ¡No es la masa del protón ¡De hecho, si les da por hacer cuentas podrán ver cosas sorprendentes (y luego me preguntan por qué amo la Física).
Un protón está hecho de tres quarks. Dos quarksup y un quark down. La masa del quark up se estima que es de entre 1.7 y 3.1 MeV (Mega electronvoltios, pero ignoren las unidades, no es eso lo más importante) y la del quark down está entre 4.1 y 5.7. El nada despreciable margen de error se lo debemos a limitaciones tecnológicas (sí, somos humanos). La masa del protón es de 938 MeV. Si sumamos, incluso un simio llegará a la conclusión de que...