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La partícula que nadie entiende: a 10 años del descubrimiento del bosón de Higgs
Hace una década, el descubrimiento del bosón de Higgs (vulgarmente conocido como “la partícula de Dios”) sacudía al campo científico. ¿De qué se trata? ¿Por qué fue tan importante su hallazgo?
Peter Higgs fue uno de los impulsores de la investigación. El hallazgo le llegó tras casi 5 décadas.
Hace una década, los científicos anunciaban el descubrimiento del “bosón de Higgs” en el Gran Colisionador de Hadrones del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN), la partícula elemental propuesta en el Modelo Estándar de la Física, que confiere masa a la materia en el Universo. Es tal su importancia que, de manera simbólica, se la suele denominar como “la particula de Dios” puesto que explica, básicamente, cómo está compuesto el mundo.
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La partícula recibe su nombre en honor a Peter Higgs quien, junto con otros investigadores, propuso en 1964 el hoy llamado “mecanismo de Higgs” para explicar el origen de la masa de las partículas subatómicas. Tanto él como François Englert recibieron en 2013 el Nobel de Física por su trabajo.
El 4 de julio de 2012, el CERN anunció la observación en el Colisionador de Hadrones de una nueva partícula “consistente con el bosón de Higgs”, pero se necesitaría más tiempo y datos para confirmarlo. Aún así, la revista científica Science lo declaró como “el mayor descubrimiento” de aquel año.
Aquella situación trajo mucha emoción en la comunidad, porque habían pasado casi cinco décadas hasta el descubrimiento.
Para muestras basta unbotón: durante aquellas primeras pruebas, Higgs, Englert y Robert Brout (quien falleció el año anterior al descubrimiento) eran unos entusiastas treintañeros, pero todo el complejo proceso llevó a que la teoría se confirmara cuando los especialistas tenían ya 80 años.
De allí se desprende aquella emotiva frase de Higgs tras el descubrimiento, cuando entre lágrimas expresó “felicitaciones a todos los que han participado en este formidable logro. Para mí es algo realmente increíble y haber vivido para verlo”.
Aquel descubrimiento tomó tal importancia que millones de medios de comunicación lo hicieron tapa, y no solo eso: al año siguiente, la Universidad de Edimburgo, lugar de trabajo de Higgs, lanzó un curso gratuito explicando de qué se trataba… y se anotaron más de 10 mil personas.
Claro, tal furor también respondió a aquella denominación mediática de “la partícula de Dios”, aquella que todo lo explica, algo que molestó de sobremanera a Higgs, quien afirmó que no le gustaba ese nombre.
Carlos Lacasta, investigador Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de España, subrayó que “el descubrimiento del bosón de Higgs es y fue muy importante por varios motivos. El primero y fundamental es que es un tipo de partícula que nunca se había visto en un detector hasta ahora. Además, pensamos que es una partícula fundamental, es decir, que no está formada por otras”.
El acelerador de partículas más potente del mundo es un anillo de 27 kilómetros de circunferencia localizado a unos 80 metros bajo tierra, en la frontera entre Suiza y Francia. “En esa ocasión, Atlas y CMS midieron la masa del bosón de Higgs y obtuvieron como resultado el valor de 125 mil millones de electronvoltios (125 GeV), con una impresionante precisión de casi uno por mil”, recordó la agencia científica española Sinc.
El conocimiento de este valor es importante porque junto con la masa de la partícula elemental más pesada conocida (el quark top) y otros parámetros, la masa del bosón de Higgs puede ayudarnos a determinar la estabilidad del vacío del universo.
El jefe del departamento de Teoría del CERN, Gian Giudice, señaló que “los colisionadores de alta energía siguen siendo el microscopio más potente del que disponemos para explorar la naturaleza a las escalas más pequeñas y descubrir las leyes fundamentales que rigen el universo”.
El 14 de marzo de 2013, con el doble de datos, se determinó que se trataba de un bosón de Higgs por la manera en que la nueva partícula interactúa con otras partículas y sus propiedades cuánticas, junto con las interacciones medidas con otras partículas. La detección del bosón de Higgs fue sólo el comienzo de más estudios intensivos y durante la última década, los científicos de Atlas midieron las propiedades de la partícula con gran precisión.
El enfoque de las dos largas mediciones en el LHC (en inglés, Large Hadron Collider) estuvo en las interacciones del Higgs con otras partículas en el Modelo Estándar.
“Observamos cómo el bosón de Higgs interactúa con las cinco partículas elementales más pesadas conocidas y tenemos buenos indicios para otras dos”, dijo en un comunicado Sandra Kortner, quien dirige un grupo de investigación sobre física del LHC. Y añadió: “Los resultados en realidad encajan muy bien con las predicciones teóricas que se volvieron mucho más precisas con el tiempo”.
Desde el descubrimiento de Higgs, se observaron un total de casi 30.000 bosones de Higgs con el detector Atlas. Hace unas semanas, comenzó la “activación 3” en el LHC, que durará hasta 2025. “Después de eso, podremos caracterizar el bosón de Higgs y sus interacciones con las partículas elementales de manera aún más precisa y, al hacerlo, potencialmente encontrar nuevos descubrimientos”, afirmó Kortner.
Giulia Zanderighi, directora de la división “Novel Computational Methods in Particle Physics” del Max Planck Institut for Physics, sostuvo que “otras mediciones también podrían mostrar que el bosón de Higgs no es elemental, sino que tiene una subestructura”.
¿Por qué la llaman “la partícula de Dios?
La profesora de investigación del Instituto de Física Corpuscular en Valencia, Carmen García, habló con EFE y explicó que “partículas fundamentales hay unas cuantas, pero ninguna como la de Higgs, porque sin ella la materia existiría pero no habría masa”.
Para ampliar esto y entender la denominación, señaló que “si la masa de un electrón fuera distinta a la que es, los átomos no existirían y nosotros y lo que nos rodea no serían como son, igual que con las partículas que hacen que el sol brille; si su masa fuese distinta este brillo sería más rápido o más lento, cambiando radicalmente la vida sobre la Tierra”.
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