El bosón de Higgs es una partícula resultado de la ruptura espontánea de la simetría electrodébil. Estudiar esta ruptura de simetría (SBT) en laboratorio requiere utilizar una analogía física que reproduzca los primeros instantes de la gran explosión. Por primera vez se ha observado la SBT para un potencial similar al potencial de Higgs, en la escala de los femtosegundos, utilizando un sistema de estado sólido y medidas ópticas ultrarrápidas. La evolución temporal de una transición de fase por ruptura de la simetría no solo tiene aplicaciones en cosmología, también en física de la materia condensada, neurociencia y finanzas. Roman Yusupov y sus colegas han observado este tipo de transición de fase tanto para bosones como para fermiones gracias a nueva técnica de espectroscopia basada en tres pulsos en el régimen de los femtosegundos. Las observaciones experimentales concuerdan con los resultados esperados según las simulaciones numéricas basadas en la teoría de Ginzburg-Landau. Entre los resultados más interesantes observados están las distorsiones espaciotemporales en el campo (análogo) de Higgs debidas a la aniquilación de defectos topológicos, similares a las discutidas en los modelos cosmológicos de Kibble-Zurek. Un gran trabajo experimental del que se ha hecho eco Richard D. Averitt, «Symmetry breaking transitions: Dynamics of broken symmetry,» News and Views, Nature Physics, Published online, 22 August 2010, siendo el artículo técnico Roman Yusupov et al., «Coherent dynamics of macroscopic electronic order through a symmetry breaking transition,» Nature Physics, Published online, 22 August 2010 [disponible gratis en ArXiv y en la web ijs.si]. Los investigadores han utilizado telururos de tierras raras que ya han sido propuestos en varias ocasiones como modelos por analogía para cosmológicos, recuerdo por ejemplo Geoff Brumfiel, «¿Se esconden los secretos del universo en un chip?,» Nature, NPG Iberoamerica, Publicado online el 16 de marzo 2010, traducción del artículo en inglés que podéis comparar con la traducción de Ciencia Kanija, si os apetece.
Los investigadores han utilizado tritelururo de terbio (TbTe3) y tritelururo de disprosio (DyTe3) que presentan una inestabilidad electrónica que da lugar a una transición de fase de segundo orden. A baja temperatura, esta transición de fase produce una ruptura espontánea de cierta simetría para las cuasipartículas del material. Despreciando fluctuaciones en la fase del campo, estas partículas cuasipartículas están sometidas a un potencial de energía con dos pozos, tipo sombrero mexicano, como ilustra la figura que abre esta entrada. Este potencial varía con el tiempo, como indica dicha figura, simulando una transición de fase similar a la del mecanismo de Higgs. Los resultados experimentales (figura de abajo) permiten seguir la evolución del espectro en el tiempo y como se distorsiona durante la transición de fase. Un gran trabajo experimental que será el inicio de futuros estudios más detallados.
