(c) CERN

Gran alboroto ha causado el anuncio de hoy de parte de los científicos del CERN sobre el posible descubrimiento del bosón de Higgs. Pero, ¿qué es el bosón de Higgs? ¿Por qué es importante? ¿Para qué me sirve si soy un ciudadano común y corriente?

Para partir respondiendo la última pregunta, probablemente saber sobre el bosón de Higgs no te ayudará a la hora de comprar el pan e ir a trabajar, y quizás sólo servirá para iniciar alguna conversación semi intelectual. Sin embargo, hay cosas que los hombres se preguntan desde el inicio de los tiempos, como “¿de dónde venimos?” y “¿para dónde vamos?”, que es lo que los científicos intentan responder, y donde el bosón de Higgs juega un rol.

¿Qué es el bosón de Higgs?

Es la última pieza perdida del Modelo Estándar de la física, teoría que describe las piezas básicas que componen el universo. Las primeras 11 partículas que predecía el modelo fueron encontradas, y descubrir el bosón de Higgs validaría al modelo. Si el bosón, por el contrario, no existe, entonces hay que pensar en otra teoría que explique cómo está armado el universo.

Los científicos piensan que después del Big Bang, el Universo era una “sopa” gigante de partículas que viajaban a la velocidad de la luz, y que no tenían masa. ¿Cómo llegaron a ganar masa para formar la materia que conocemos hoy, como los planetas y estrellas?

La explicación fue propuesta en 1964 por seis físicos, entre ellos el británico Peter Higgs. La idea es que existe un campo de energía invisible llamado el “campo de Higgs” que cubre todo el universo. Algunas partículas, como los fotones (que componen la luz), no se ven afectadas por este campo, y por eso no tienen masa y pueden viajar tan rápido. Otras partículas, en cambio, sí se ven afectadas y se frenan con el campo de Higgs, ganando masa.

Según ejemplifica el científico del CERN, John Ellis, es como si hubiera un manto de nieve en todo el universo, “como si estuvieras en medio de Siberia. Ahora imagina que tratas de cruzar este campo de nieve. Quizás eres un esquiador, y te deslizas por encima. Eso es como una partícula que no interactúa con el campo de Higgs, no se hunde en la nieve, va muy rápido. Es como una partícula sin masa que viaja a la velocidad de la luz”.

“Quizás estás usando zapatos de nieve, en cuyo caso te hundes en el campo de Higgs, tienes menos velocidad que la del esquiador, menos de la velocidad de la luz, es como una partícula con masa. Porque estás interactuando con ese campo de nieve de Higgs. Y por último si sólo tienes tus botas, entonces te hundes mucho en la nieve, y vas muy muy lento. Y eso es como una partícula con mucha masa”, explica.

El bosón de Higgs es la partícula que posibilita el mecanismo por el cual las demás partículas como quarks y electrones ganan su masa.

¿Se puede encontrar el bosón de Higgs?

Si, eso es lo que ha estado intentando hacer el CERN con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), una máquina gigante enterrada bajo la frontera de Francia y Suiza que hace chocar protones, intentando reproducir (en miniatura) lo que había después del Big Bang. El problema es que el bosón se desintegra rápidamente después de ser creado, lo que impide que los científicos lo vean directamente. En lugar de eso lo que hacen es buscar las partículas que deja como residuos al desintegrarse, por lo que el trabajo consiste en recopilar muchos, muchos datos para intentar probar la existencia del bosón de Higgs. También hay que separar las señales del Higgs de los demás elementos producidos en el proceso en que chocan los protones.

¿Qué es el Modelo Estándar?

Es, hasta el momento, la mejor explicación que los científicos han encontrado sobre cómo se componen las piezas que forman el universo. Describe a 12 partículas fundamentales, gobernadas por cuatro fuerzas básicas. Sin embargo, el Modelo Estándar no explica todo, y hay cosas como la “materia oscura” y la “energía oscura” que no entendemos y que podrían formar nada menos que el 96% de lo que existe en el universo.

Sin embargo, confirmar el Modelo Estándar, o modificarlo, sería un paso más para comprender cómo funciona nuestro mundo y acercarnos quizás a una teoría que pueda explicar también la energía oscura, la materia oscura y la gravedad, que tampoco es explicada por este modelo.

Si encontraron el bosón de Higgs, ¿se acaba el trabajo del LHC?

No. Todavía hay muchas cosas que explicar, como mencionábamos recién, y el LHC puede ayudar a investigarlas. Es posible que partículas de materia oscura aparezcan en este experimento, entre otras cosas.

¿Por qué le dicen “la partícula de Dios”?

El nombre viene de un libro escrito por el físico Leon Lederman, llamado “La partícula de Dios: Si el Universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”, que habla de la historia de la física de partículas. Lederman afirmó haberle dado el nombre de la “partícula de Dios” al bosón porque “es tan central para la física hoy, tan crucial para entender la estructura de la materia, sin embargo tan esquiva”. Agregó después sin embargo que le puso así porque el editor “no nos dejó ponerle la partícula maldita (goddamn), aunque eso podría ser más apropiado, dada su naturaleza villana y los costos que está causando”.

Muchos científicos están en contra del nombre, porque si bien ha contribuido a darle importancia al tema, sobredimensiona la importancia del bosón, que como hemos visto, no responde todas las interrogantes sobre el origen del universo.

Links:
- CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson (CERN)
- El bosón de Higgs en 9 claves (Publico)
- Higgs fever: Your guide to the most wanted particle (New Scientist)
- The Higgs particle – what it is and what it does (Vancouver Sun)