Ciencia, Internacionales

El misterio del bosón de Higgs: El hallazgo de la divina partícula maldita

Por: A.P.C.
Artículo publicado en Amauta bajo licencia de Creative Commons
Fuente: Diagonal

Publicado el: Martes, 31 de julio del 2012

No es la respuesta a “la vida, el universo y todo lo demás”, que diría Douglas Adams, pero casi. Hablamos del bosón de Higgs, el culpable de que estemos hoy aquí.

Aún no sabemos por qué existe el universo, pero acabamos de hallar una pieza clave del cómo. Un cómo con forma de partícula, una vida cortísima y apellido inglés: Higgs, bosón de Higgs. Cualquiera diría que una partícula que sólo existe una millonésima de una millonésima de una millonésima de segundo es la culpable de todo. Pero casi: “Sin el bosón de Higgs las partículas no tendrían masa y no existiríamos”, decía esta semana Rolf Heuer, director del CERN, el consorcio europeo responsable del descubrimiento. Tan importante es, que hay quien compara el hallazgo con el del ADN: “Parece algo soberbio hacer este tipo de declaraciones”, admite Isidro González, uno de los físicos españoles que han participado en el descubrimiento, “pero desde luego se trata de algo muy íntimo que configura la estructura de la materia y que es básico para que el universo tenga la forma que conocemos. Sin el bosón no estaríamos hablando, porque seguramente no existiríamos”.

Pero empecemos por el principio. Por el principio de todo, quiero decir. Hace 13.700 millones de años el Big Bang dio origen al universo. Durante los primeros segundos, conforme el universo se enfriaba, fue surgiendo la materia que conocemos y quarks, electrones y demás partículas elementales comenzaron a unirse formando átomos. De hecho, el modelo estándar de la física de partículas explica toda la materia del universo a partir de las interacciones entre las partículas elementales de la materia (aquellas que no están compuestas por ninguna otra) y tres de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: electromagnetismo, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte (la cuarta es la gravedad).

Pero este modelo dejaba sin resolver un enigma fundamental: ¿Cómo adquieren masa las partículas? ¿Qué mecanismo adjudica a cada una de ellas una masa distinta permitiendo así que se agrupen para formar átomos? En 1964 varios físicos, entre ellos el inglés Peter Higgs, formularon una respuesta: el espacio es en realidad un medio, una especie de manto invisible que se extiende por todo el universo y con el que las partículas interactúan al desplazarse: es esta “fricción” lo que les otorga la masa. Este manto, que surgió una billonésima de segundo tras el Big Bang y que aún existe, es el campo de Higgs, y su partícula característica, el bosón del mismo nombre. De hecho, el propio bosón de Higgs adquiere su masa por este mecanismo: si el manto es una capa de gelatina, el bosón es algo así como los grumos que se forman al agitarla.

Probemos con otro ejemplo. Imaginemos una extensión infinita de adolescentes: es el campo de Higgs que, de momento, no tiene actividad. Si, digamos, la partícula Víctor Manuel pretendiera cruzarlo, no encontraría resistencia alguna: nadie lo reconocería, sería una partícula sin masa. Si la que apareciera fuera Penélope Cruz, la cantidad de adolescentes que se arremolinarían a su alrededor para conseguir un autógrafo sería mayor, lo que aumentaría su resistencia al movimiento y convertiría a Pe en una partícula con masa. Pero si los que entraran en el campo fueran Mario Casas o Megan Fox, la cantidad de adolescentes arremolinados a su alrededor sería enorme, haciendo que ambos avanzaran muy lentamente y convirtiéndolos en partículas con mucha masa.

Y como en la variedad está el gusto, una vez que Víctor Manuel, Pe y Mario Casas tienen diferente masa (de fans, en este caso) pueden combinarse para formar dúos o tríos, es decir, átomos. Si lo que atravesara la habitación fuera un rumor, los adolescentes también se arremolinarían, pero entre ellos: formarían entonces bosones de Higgs.

El eslabón perdido

El mecanismo no explica por qué las partículas tienen masa, sólo el cómo, pero ya hay quien ha llamado al bosón de Higgs el eslabón perdido de la materia. Encontrarlo supone una comprobación empírica de lo que hasta ahora era sólo teoría. Pero en ciencia las cosas casi nunca son tan simples. Lo que ha encontrado el CERN (en concreto dos de sus experimentos, Atlas y CMS) es una partícula que “en el 99,9% coincide con las características del bosón de Higgs”. La certeza no se tendrá hasta finales de año, cuando se terminen de analizar todos los datos.

Esto quiere decir que existe la posibilidad de que no sea el bosón de Higgs sino un bosón de Higgs. “La teoría nos dice que el requisito mínimo indispensable es que haya un tipo de bosón, pero eso no quiere decir que no haya más. También nos bastaría con que existiera una familia de partículas y, sin embargo, hay tres, no sabemos por qué. Tenemos modelos teóricos en los que el mínimo de bosones es cinco, entre ellos uno muy parecido al Higgs estándar”, explica González desde su despacho de la Universidad de Oviedo.

“Si el que hemos encontrado es el estándar, podemos confirmar la teoría. Si no lo es, podría ser un indicio de supersimetría, un modelo que engloba al estándar de la física de partículas y que amplía su acción”, concluye excitado. Y es que la supersimetría es la próxima frontera: una teoría que podría explicar la naturaleza de la materia oscura, que constituye nada menos que el 21% del universo (el otro 75% es energía oscura, de la que no sabemos casi nada, y sólo el 4% está formado por la materia que vemos). “Sabemos que la materia oscura existe porque vemos sus efectos gravitacionales, como que la expansión del universo, en lugar de ralentizarse, sea cada vez más rápida; pero a pesar de que hace mucho que la buscamos es muy poco lo que sabemos de ella”, concluye González. El LHC ya tiene su próximo gran reto.

EL FUTURO DE LA CIENCIA: INVESTIGACIÓN COLABORATIVA Y ABIERTA

“Hemos llegado al límite de lo que se puede hacer en un laboratorio: la nueva ciencia necesita de la cooperación de cientos o miles de personas y de dispositivos cada vez más costosos y complejos”, opina el físico Isidro González, participante del CMS, uno de los experimentos para hallar el bosón. El CERN, con sus grandes instalaciones y sus más de 9.000 investigadores, es el mejor ejemplo: casi 50 Estados participan de un proyecto cuya construcción y mantenimiento ha costado 4.000 millones de euros (España adeuda aún 40). “Es caro —reconoce González—, pero son proyectos muy largos, de 20 o 25 años. Por otro lado, no hay que olvidar que 4.000 millones es la décima parte de la deuda de Bankia y menos de lo que cuesta de media un portaaviones”.

El CERN es además un centro público, por lo que sus resultados de investigación y tecnológicos están a disposición de cualquier empresa, en algunos casos de modo gratuito. Aun así, hay a quien no le cuadra esta lógica, como al Gobierno de España, que puede dejar en la calle a gran parte de los físicos españoles que han participado en el proyecto. Tal vez alguien debería recordarles la anécdota de Faraday, a quien, cuando investigaba la electricidad, el ministro de Hacienda preguntó para qué servía eso: “No lo sé —contestó—, pero seguro que sus sucesores cobrarán impuestos por ello”. Sin olvidar que en el camino de la investigación se pueden hacer grandes inventos técnicos: la web se la debemos, precisamente, a los investigadores del CERN.

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