El bosón de Higgs, una partícula clave para la física fundamental
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PARÍS.- Los científicos del centro de investigación CERN, en Suiza, presentaron este miércoles sus últimos hallazgos en la búsqueda del bosón de Higgs, una partícula subatómica clave en la formación de estrellas, planetas y eventualmente de vida, tras el Big Bang de hace 13.700 millones de años.
"Hemos logrado un hito en nuestra comprensión de la naturaleza", dijo el miércoles el director general de CERN, Rolf Heuer, a científicos y medios de todo el mundo congregados cerca de Ginebra.
"El descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs allana el camino para realizar estudios más detallados, con estadísticas más amplias, que identifiquen las propiedades de la nueva partícula, y probablemente arrojará luz sobre otros misterios de nuestro universo", agregó Heuer.
Dos investigaciones independientes produjeron resultados coincidentes que prácticamente confirman la existencia de la nueva partícula. No está claro si es exactamente el bosón que describió Higgs décadas atrás.
Heuer formuló una pregunta a los científicos reunidos en el auditorio del CERN: "Como hombre lego, diría que lo tenemos.
¿Ustedes estarían de acuerdo?". Un fuerte aplauso indicó el respaldo.
Higgs, miembro de la Universidad de Edimburgo y actualmente de 83 años, fue uno de los seis teóricos que postularon la existencia de un mecanismo por el cual la materia del universo ganó masa.
El propio Higgs argumentó que si hubiera un campo invisible responsable del proceso, debe estar conformado por partículas.
La partícula es la emisaria del campo y prueba su existencia.
El y otros expertos estaban en el CERN para recibir la noticia de lo que, para complicación de muchos científicos, algunos calificaron como "la partícula de Dios" por su papel en la conversión del Big Bang en un universo vivo.
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Claramente desbordado por una emoción que reflejaban sus ojos, Higgs dijo en el simposio: "Es algo increíble que esto haya pasado durante mi vida".
Luego, el físico dijo a Reuters que admira el trabajo de los miles de científicos e ingenieros que participaron en el experimento práctico y estadístico que, finalmente, confirmó lo que él y otros habían descripto matemáticamente.
"No tenía ninguna expectativa de estar todavía vivo cuando eso pasara", dijo sobre la velocidad con la que los científicos hallaron evidencia. "Es muy gratificante (...) Para mí personalmente es sencillamente la confirmación de algo que hice hace 48 años", agregó.
Higgs predijo que nuevas investigaciones de equipos del CERN probablemente confirmarán que la partícula está al menos relacionada con su idea: "Sería muy raro si no es de alguna manera un bosón de Higgs".
"Para la física, de alguna manera, es el final de una era en la que se completa el Modelo Estándar", indicó Higgs sobre la teoría básica que los físicos usan actualmente para describir lo que entienden hasta el momento por un cosmos construido a partir de 12 partículas fundamentales y cuatro fuerzas.
Los dos equipos separados del CERN trabajaron independientemente con los datos, buscando pequeñas divergencias y pudieran traicionar la existencia del nuevo bosón, una clase de partícula nombrada por el colaborador indio de Albert Einstein, Satyendra Nath Bose.
"¡Es un bosón!", tituló el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología de Gran Bretaña en un comunicado sobre el rol de sus investigadores en la confirmación de la existencia de la partícula largamente buscada.
"El hecho de que nuestros dos equipos hayan llegado independientemente a los mismos resultados es muy poderoso", dijo a Reuters Oliver Buchmueller, físico de uno de los grupos de investigación.
"Sabemos que es un nuevo bosón. Pero aún tenemos que probar definitivamente que es el que predijo Higgs", añadió.
Los bosones son una de las dos clases fundamentales de partícula subatómica. Los otros bosones incluyen a los protones, asociados con la luz.
Formación del universo
La teoría de Higgs explica cómo se agruparon las partículas para formar estrellas, planetas e incluso vida. Sin la partícula de Higgs, el universo hubiera seguido siendo una mezcla informe de partículas dando vueltas a la velocidad de la luz, según detalla la idea.
Se trata de la última pieza descubierta del Modelo Estándar, que describe la construcción fundamental del universo. El modelo es el equivalente físico de la teoría de la evolución para la biología.
Lo que los científicos no saben aún, tras los últimos hallazgos, es si la partícula que han descubierto es el bosón de Higgs tal y como se describe en el Modelo Estándar, si es una variante o si se trata de una partícula subatómica completamente nueva que podría obligar a revisar la teoría sobre la estructura fundamental de la materia.
Desde el punto de visto científico, las dos últimas posibilidades son las más emocionantes.
¿Qué es el bosón de Higgs?
Esta partícula es la última pieza que falta en el Modelo Estándar, la teoría que describe la formación básica del universo. Las otras 11 partículas que se predecían en el modelo ya se han encontrado, y hallar el Higgs validaría el modelo.
Descartarla o encontrar algo más exótico obligaría a revisar nuestra comprensión de cómo se estructura el universo.
Los científicos creen que en la primera billonésima de segundo tras el Big Bang, el universo era una gran sopa de partículas avanzando en distintas direcciones a la velocidad de la luz, sin ninguna masa apreciable. Fue a través de su interacción con el campo de Higgs como ganaron masa y, con el tiempo, formaron el universo.
El campo de Higgs es un campo de energía teórico e invisible que invade todo el cosmos. Algunas partículas, como los fotones que componen la luz, no se ven afectadas por él y por lo tanto no tienen masa. A otras las cubre, produciendo un efecto similar al de los cereales reunidos en una cuchara.
Imaginen a George Clooney (la partícula) caminando por la calle con un séquito de periodistas (el campo de Higgs) que le rodean. Un tipo normal en la misma calle (un fotón) no recibe ninguna atención de los paparazzi y sigue con su vida. La partícula de Higgs es el rastro que deja el campo, comparable a una pestaña de uno de los fotógrafos.
Esa partícula es teórica, y su existencia fue propuesta en 1964 por seis físicos, entre los que estaba el británico Peter Higgs.
Su búsqueda comenzó a principios de los 80, primero en el ahora cerrado colisionador de partículas Tevatron del Fermilab, cerca de Chicago, y más tarde en una máquina similar en el CERN.
La investigación se intensificó a partir de 2010, cuando se puso en marcha el Gran Colisionador de Hadrones del centro europeo.
¿Qué es el Modelo Estándar?
El Modelo Estándar es a los físicos lo que la teoría de la evolución es a la biología. Es la mejor explicación que ha encontrado la física sobre cómo se estructuran los elementos que forman el universo. Describe 12 partículas fundamentales, gobernadas por cuatro fuerzas básicas.
Pero el universo es un enorme lugar y el Modelo Estándar sólo explica una pequeña parte de él. Los científicos han identificado una distancia entre lo que podemos ver y lo que debe haber ahí. Esa distancia debe llenarla algo que no comprendemos por completo, a lo que han bautizado como "materia oscura".
Además, las galaxias se van distanciando unas de otras más deprisa de lo que deberían según las fuerzas que sí conocemos.
Esta otra incógnita la explica la "energía oscura".
Se cree que la materia y la energía oscura, de las que entendemos muy poco, suponen el 96 por ciento de la masa y la energía del cosmos.
Confirmar el Modelo Estándar, o quizá modificarlo, sería un paso hacia el santo grial de la física, una "teoría de todo", que incluya la materia oscura, la energía oscura y la fuerza de gravedad, que el Modelo Estándar tampoco explica. Además, podría arrojar luz sobre ideas aún más esotéricas, como la posibilidad de los universos paralelos.
El portavoz del CERN, James Gillies, ha dicho que al igual que las teorías de Albert Einstein desarrollaron y construyeron sobre la obra de Isaac Newton, el trabajo que hacen ahora los miles de físicos del CERN tiene el potencial de hacer lo mismo con la obra de Einstein.
¿Cuál es el umbral para tener una prueba?
Para poder anunciar un descubrimiento, los científicos se han marcado el objetivo de certidumbre que llaman "5 sigma".
Esto significa que hay una o menos de una entre un millón de que las conclusiones de los datos recogidos del acelerador de partículas sean el resultado de un error estadístico.
Los dos equipos que buscan el Higgs en el CERN, llamados Atlas y CMS, ahora tienen el doble de datos que les permitieron anunciar "fascinantes atisbos" del Higgs a finales de año y esto podría llevar sus resultados al otro lado de ese umbral de la prueba.
