SER HUMANO

Higgs para dummies

Desde el pasado 4 de julio, la ciencia mira expectante hacia el físico del momento: Peter Higgs. De hecho, algunos como Stephen Hawking, solicitaron que se le entregara el Premio Nobel de Física tras la comprobación de su trabajo, y es que este físico británico está a lo que parece un paso de confirmar al 100% que la partícula hallada el pasado 4 de julio es el Bosón de Higgs del modelo estándar de partículas.

Metiéndonos en la historia

Hace apenas unos meses, la expectación y la tensión informativa crecía por momentos a causa del ‘misterioso paradero’ del Higgs. Los científicos del CERN habían anunciado en cada rincón del mundo ‘a bombo y platillo’ que darían la noticia del siglo, por lo que convocaron a científicos y prensa internacional para avisarles del supuesto hallazgo. La partícula de Higgs, adquirió una notoriedad que, al igual que ocurrió con los neutrinos, mantuvo a la sociedad pendiente de ese descubrimiento tan importante que revolucionaría la física teórica.

Pero en realidad, el resultado, en el que detallaron los últimos avances en la búsqueda del Higgs de los experimentos ATLAS y CMS, dejó a todos con un amargo sabor de boca. La supuesta rueda de prensa donde se encontraba la prensa internacional esperando la gran noticia, se convirtió en un seminario teórico con presentaciones en letra ‘comic sans’ enfocado únicamente a los expertos, por lo que los periodistas quedaron con la extraña sensación de que se les había vendido una cortina de humo, «le tenemos acorralado» dijeron los científicos del CERN (por el hecho de que saben la masa que, más o menos, debe de tener esta partícula). Si todo esto no es una reposición de la película de Ted Kotcheff, y el Higgs no es el nuevo Rambo ¿Qué quiere decir todo esto?.

Un poquito de contextualización «el secreto está en la masa»

Entre las teorías físicas sobre la constitución íntima de la materia que conocemos, nos encontramos con algo que los físicos llaman el Modelo Estándar. Esta teoría describe a las partículas fundamentales, aquellas que son los ladrillos básicos de la materia, y también como interactúan estas partículas entre sí. El Modelo Estándar es una de las teorías mejor comprobadas experimentalmente en toda la Historia, pero aún le falta un ingrediente.

Existen dos tipos de partículas en virtud de la masa que poseen, las que tienen masa y las que no tienen. El problema de esto reside en que el modelo estándar no explica esta diferencia, es decir, no explica de dónde vienen las masas de las partículas. Así que se necesita de algún mecanismo físico que las genere, y aquí es donde entra la «interpretación estrella» de la famosa partícula de Higgs.

¿Qué es la partícula de Higgs?

Un día el físico británico Peter Higgs, se propuso explicar por qué algunas partículas fundamentales como las partículas W y Z (las asociadas a la interacción débil que es la que provoca las desintegraciones nucleares en última instancia) tienen masa y otras partículas como el fotón (la partícula asociada al campo electromagnético) no la posee.

El profesor Higgs imaginó que en todo el espacio existe un campo, lo que se llama el Campo de Higgs. ¿Cómo podemos imaginar este campo? Pues supongamos que es una especie de ﬂuido, agua o aire que está por todo el espacio (esto sólo es un ejemplo).

Pero este “ﬂuido”, el campo de Higgs, tiene una característica; cuando una partícula W o Z se mueve por él el ﬂuido se apelotona a su alrededor, en cierto sentido hace a estas partículas “más gordas” de forma que las velocidades que adquieren nunca sobrepasan la velocidad de la luz. Por otro lado cuando un fotón se pasea por ese “ﬂuido”, (campo de Higgs), literalmente lo ignora, de forma que el fotón se mueve por ahí sin resistencia ninguna y por lo tanto, sin masa.

En resumen, y un poco grosso modo este es el fundamento de la idea de Higgs, un físico nos contaría cosas como rotura espontánea de la simetría, que si el Higgs es un campo escalar, y mil palabrejas raras. Pero la idea subyacente es la que hemos explicado aquí. Pero nos queda por decir algo, ¿Por qué se busca la partícula de Higgs?La cuestión es que este es un campo cuántico, y a lo largo de los años hemos aprendido que un campo cuántico tiene partículas asociadas. El campo electromagnético tiene asociado el fotón, el campo débil las partículas W y Z, el campo fuerte los gluones, etc.Esto quiere decir que para saber si tenemos un campo electromagnético nos basta con encontrar fotones, y viceversa, si encontramos fotones sabemos que hay campo electromagnético. En el caso del campo de Higgs funciona igual, tiene su partícula asociada y encontrarla demostraría la existencia del campo de Higgs. Encontrar la partícula de Higgs nos asegura que existe el campo de Higgs y por tanto que entendemos de dónde sale la masa de las partículas.

¿Qué pasó en el CERN en la anterior rueda de prensa?

Pues pasó que los cientíﬁcos están intentando encontrar esa partícula en las colisiones producidas en el acelerador de partículas LHC. Lo importante es encontrar una partícula cuyas características sean sin lugar a dudas las que el señor Higgs dijo que tendría la partícula asociada a su campo.

Lo que podemos decir ahora es que el partícula de Higgs tiene que tener una masa de alrededor de entre 120 y 130 GeV y que tendría que dar señales claras. Por ejemplo, si en una colisión se creara un partícula de Higgs esta partícula se moriría de la vergüenza y enseguida se desintegraría en otras partículas, por ejemplo en 2 fotones. Esto es lo que los físicos llaman un canal de desintegración del Higgs. Se conoce cómo se tiene que desintegrar una partícula de Higgs, es decir se conocen los canales, y se conocen muchas cosas de cómo tendrían que producirse esas desintegraciones y con qué energía.Esas son las pistas que buscan los físicos para encontrar a la elusiva partícula en cuestión.

Meses después, el CERN confirmaba el descubrimiento de la partícula que que completa el Modelo Estándar de Física.

Según declaraba Eilam Gross, expertos del experimento ATLAS en el LHC, para una entrevista al departamento de Energía de Estados Unidos, «aún quedan muchas preguntas sin resolver». Además, «si lo hallado es el Bosón de Higgs del modelo estándar, la imagen será completa, pero no va a ser satisfactoria» porque «hay preguntas que sólo se pueden empezar a responder yendo más allá del Modelo Estándar».