Muestra de una colisión entre protones en el experimento en busca del Bosón de Higgs. / CERN.Mientras que algunas teorías se comprueban experimentalmente con cierta rapidez, otras pueden esperar décadas. Este es el caso del descubrimiento de la nueva partícula que anunció la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) el pasado miércoles 4 de julio. Con este hallazgo, puede que hayamos dado un paso de gigante en la verificación de una parte central de la Física de Partículas desarrollada hace casi medio siglo.
¿Qué es el bosón de Higgs?
El lector será seguramente consciente de que toda la materia que le rodea está compuesta por átomos. Cada átomo está formado por sólo tres partículas, electrones, protones y neutrones. Sabemos mucho sobre estas y otras partículas subatómicas y sus interacciones, pero la teoría que explica el origen de sus masas estaba pendiente de una importante comprobación experimental.
Esta teoría, desarrollada hace aproximadamente 50 años y que lleva el nombre de ‘Mecanismo de Higgs’, postula la existencia de un campo (similar en ciertos aspectos al campo electromagnético) responsable de dotar de masa a las partículas con las que interactúa. Ese ‘Mecanismo de Higgs’ predice correctamente algunas relaciones de masas entre partículas fundamentales. Nos faltaba, sin embargo, la prueba más directa: encontrar a los portadores del campo, las llamadas partículas de Higgs.
Para que el ‘Mecanismo de Higgs’ funcione, estas partículas tienen que tener unas características muy concretas. Deben tener masa, no tener carga y su espín (un número cuántico que hace referencia a la simetría de las partículas) tiene que ser cero. Dado que todas las partículas con espín entero que conocemos (por ejemplo, los fotones; pero no protones y electrones, que tienen espín 1/2) cumplen las estadísticas de Bose-Einstein, a la partícula de Higgs se le conoce por el nombre de bosón de Higgs.
Otro alias de esta escurridiza partícula es la de ‘Partícula de Dios’, muy de moda entre periodistas y medios de comunicación pero nada popular entre los científicos. Al parecer, el origen de tan curioso apelativo es la unión entre la mala paciencia del físico Leon Max Lederman que en su libro The God Particle: If the Universe Is the Answer, What is the Question? quería llamarla «maldita partícula» (goddamn particle) y el excesivo celo de su editor que prefirió quedarse con la primera parte del calificativo god particle («partícula de Dios» en inglés).
¿Qué es lo que ha anunciado el CERN?
Gracias a nuevos aceleradores y detectores instalados en el CERN, a lo largo de estos últimos meses los físicos de partículas han encontrado pruebas de la existencia de una partícula con las características del bosón de Higgs y con una masa de 133 veces la del protón. El pasado 4 de julio, se anunció que las pruebas eran finalmente lo suficientemente concluyentes como para aceptar el descubrimiento sin ninguna duda razonable.
¿Significa esto que han encontrado el Higgs?
Veamos, la partícula encontrada es del tipo correcto (un bosón), tiene masa, no tiene carga (como esperábamos los científicos) y se desintegra de al menos dos de las ocho maneras que esperaríamos que se desintegrara un bosón de Higgs. Mientras que el resto de los modos de desintegración se comprueben –asunto que llevará su tiempo, dado que comprobar alguno de ellos requiere la construcción de un nuevo colisionador- sólo podemos decir que es muy probable que la partícula encontrada sea el Higgs que estamos esperando.
¿Qué pasa si no es la partícula que esperamos?
Aún hay una pequeña posibilidad de que la partícula encontrada no cumpla todas las características esperadas. Existen otras muchas teorías que predicen la existencia de Higgs más exóticos, incluso la de varios de ellos. Quizás el Higgs encontrado es el de una de estas teorías, o incluso que sus características no concuerden con ninguna de las teorías existentes. Esto dista mucho de ser una mala noticia, ya que nos podría dar una pista para empezar a resolver otros problemas abiertos de la Física.
¿Y si se confirma que es el Higgs?
En el caso de que la partícula encontrada sea el bosón de Higgs que se espera, el modelo estándar, ese gran rascacielos de la física de partículas, quedaría finalmente completo. En su interior aún quedará mucho trabajo y muchos detalles por resolver. Frente a él, un horizonte lleno de preguntas que la ‘física más allá del modelo estándar’ intentará contestar. ¿Podemos encontrar un modelo que unifique todas las fuerzas fundamentales? ¿Hay más partículas que las predichas por el modelo estándar? ¿Pueden ser algunas de ellas las componentes de la materia oscura?
Francisco J. Hernández Heras
Científico del Departamento de Zoología
de la Universidad de Cambridge
Escritor en
www.resistencianumantina.blogspot.com
