Higgs tenía razón

Gráfico que muestra la colisión de partículas. | Afp

El Centro Europeo de Física de Partículas (CERN) ha anunciado hoy, en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP 2012) que se celebra en Melbourne (Australia), el descubrimiento de una nueva partícula, con una gran probabilidad de que se trate del buscado "bosón de Higgs", aunque todavía no ha podido confirmarlo con certeza científica.

"Hemos observado un exceso de sucesos alrededor de una masa de unos 125 gigaelectronvoltios (GeV) con una significación estadística de 4,9 sigmas", dijo el físico Joe Incandela, portavoz del CMS, uno de los dos experimentos que buscan la partícula de Higgs.

Esto significa que la nueva partícula observada tiene las propiedades que se espera correspondan al "bosón de Higgs" y que esto ha podido observarse con una probabilidad de error equivalente a una en tres millones.

El CERN presentó en una conferencia científica en su sede principal los resultados obtenidos hasta el momento por el experimento CMS y ATLAS, en la víspera de una prestigiosa reunión de Física de Altas Energías en Australia.

En un ambiente de máxima expectación, con la sala tan llena como silenciosa, el físico Joe Incandela comenzaba notablemente nervioso y no poco bromista su presentación de los resultados del primer detector, el CMS. Los buenos resultados desataban los primeros aplausos y sonrisas. Peter Higgs sonreía. Se olía al huidizo bosón pero faltaban las conclusiones del segundo detector, bautizado Atlas.Y la profesora Fabiola Gianotti, encargada de Atlas, traía aún mejores noticias, mayor precisión, un Higgs aún más claro. Aplausos atronadores, gritos, amago de invasión del campo. Y Peter Higgs, casi 50 años después, lloraba en su asiento.

"Esta es efectivamente una nueva partícula. Sabemos que tiene que ser un bosón y que se trata del bosón más pesado encontrado hasta ahora. Las consecuencias son muy significativas y precisamente por eso debemos ser extremadamente diligentes en nuestros estudios y verificaciones", afirma el CMS a través de un comunicado.

"Es complicado no emocionarse con estos resultados", dice en el mismo comunicado el director Director de Investigación del CERN, Sergio Bertolucci. "El año pasado establecimos que si no encontrábamos una nueva partícula Higgs en 2012, excluiríamos la existencia del modelo estándar Higgs". "Con toda la precaución necesaria, me parece que estamos en un punto de inflexión: La observación de esta nueva partícula indica el camino futuro hacia una comprensión más detallada de lo que estamos viendo en los datos", concluye Bertolucci.

Por su parte, Rolf Heuer, Director General del CERN, insiste en la importancia del hallazgo: "Hemos alcanzado un hito en nuestra comprensión de la naturaleza". Este descubrimiento "abre el camino a estudios más detallados, que requirirán estadísticas más grandes, para precisar las propiedades de la nueva partícula, y que probablemente servirán para aportar más luz a otros misterios de nuestro universo." Ahora quedan muchos datos por recaudar y habrá que esperar mucho tiempo hasta identificar las características de esta nueva partícula, pero lleve lo que lleve este proceso, lo que está claro es que nuestro conocimiento de la estructura fundamental de la materia está a punto de dar un firme paso hacia delante.

¿Qué es el bosón de Higgs?

Realmente, la palabra deriva de un apellido, de Bose, de un científico que escribió a Einstein corrigiendo la estadística clásica cuando los casos a contar (por ejemplo, caras en tiradas simultáneas de dos monedas) fueran indistinguibles. Los bosones son partículas que no tienen spin, es decir que avanzan sin movimiento en espiral. Los fermiones, de Fermi, otro físico italiano de la misma época que Bose, avanzan como tornillos, realizando espirales.

El campo de Higgs debe ser un conjunto de bosones de Higgs, mensajeros que aparecen y desaparecen en tiempos del orden de quadrillonésimas de segundo para llevar las interacciones de unas partículas a otras y darles masa. ¿Tendrían masa las partículas en los intervalos en los que no reciben a los bosones de Higgs? ¿Podemos "ver"a los bosones de Higgs? Un mecanismo posible es generar altísimas excitaciones de partículas que liberen dos mensajeros de la interacción débil (W y Z) que a su vez, acoplándose, produzcan un bosón de Higgs H.

Para eso es preciso lanzar protones unos contra otros, para que choquen, y en el choque se exciten vibraciones tan intensas que se generen dos mensajeros (W o Z) que se acoplen en el H antes de decaer. Y puesto que los mensajeros W y Z exigen una alta energía, se precisa que los protones vayan a muy alta velocidad. Para eso hay que darles empujones una y otra vez en un anillo grande, para que puedan dar muchas vueltas y recibir muchos empujones. Esto es lo que hace el LHC del CERN de Ginebra.

¿Por qué es tan importante el hallazgo?

Se cree que el bosón de Higgs podría ser una pieza clave para conocer el origen del universo. Hasta el momento hay numerosas cuestiones sin resolver que expliquen por qué el Universo es tal y como lo conocemos hoy, por qué la materia dominante en el Universo es de un tipo desconocido, la llamada materia oscura, por qué las partículas tienen masa, si existen dimensiones adicionales en el espacio, micro-agujeros negros o las propiedades de la materia densa y caliente que existió en los primeros instantes del Universo. En el LHC se sondea la materia más profundamente que jamás hasta ahora y se recrean las mismas condiciones que existieron en el Universo una milmillonésima de segundo después del Big-Bang.

La razón por la que las partículas elementales tienen masa y por qué las masas son tan diferentes entre ellas es un enigma sin resolver hasta el momento. La respuesta podría estar precisamente en el llamado mecanismo de Higgs, que podría explicar las fuerzas de interacción entre las partículas y el origen de sus masas.