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Descubierta una partícula que casi con toda probabilidad es el Bosón de Higgs, la denominada "partícula de Dios"
Dios es una partícula
Los científicos del Acelerador de partículas de Ginebra descubren un nuevo elemento subatómico, con una masa de 125 Gigaelectronvoltios (GeV), que coincide en sus características con el Bosón de Higgs y podría explicar el orígen del universo
Público / Miércoles 4 de julio de 2012
 

Esta vez no hay duda. La certeza es del 99,9999%. Los científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) han descubierto una nueva partícula subatómica gracias al acelerador de partículas, el famoso LHC y a los proyectos de investigación ligados a él, ATLAS y CMS. Los investigadores están prácticamente seguros que esa partícula es el ansiado "bosón de Higgs", considerado crucial en la formación del universo. De hecho, ya califican el hallazgo de "histórico".

Con los resultados presentados este jueves es prácticamente un hecho que la partícula anunciada corresponde a la descrita por Peter Higgs en los años sesenta, sobre la que reposa el Modelo Estándar de la Física de Partículas y la última pieza que faltaba.

Aunque todavía nadie puede confirmarlo con certeza científica -pues la certeza no es al 100%- todo el mundo lo da por hecho. "Puedo confirmar que se ha descubierto una partícula que es consistente con la teoría del bosón de Higgs", dijo en un acto en Londres John Womersley, consejero delegado del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología de Reino Unido. Joe Incandela, portavoz de uno de los dos equipos que buscan la partícula, dijo en el CERN: "Este es un resultado preliminar, pero creemos que es muy firme y sólido".

Miles de científicos del CERN y otros laboratorios del mundo trabajan desde hace décadas en la búsqueda de esa partícula, que es la clave para entender mejor el origen del universo. Los experimentos ATLAS y CMS han observado una nueva partícula, con una masa de unos 125 gigaelectronvoltios (GeV), que coincide hasta donde se ha podido analizar con el Higgs.

El bosón de Higgs juega un papel determinante en la naturaleza. Explica cómo se agruparon las partículas para formar estrellas, planetas e incluso vida. 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. Si esta partícula no existiera, el resto de partículas no tendría masa: es como si los objetos inicialmente sin masa cruzaran un medio viscoso, y por lo tanto, comenzaran a pesar cada vez más. Permitiría explicar por qué tienen masa las partículas elementales que la tienenAsí, el electrón se convierte en el objeto que conocemos y que luego puede dar origen luego puede dar lugar a los átomos, moléculas, etc.

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 posibilidades son las más emocionantes.

El bosón de Higgs ("la partícula de Dios") en 9 claves

Por: Alberto Sicilia

La física vive un día histórico, pues dos equipos del CERN podrían anunciar el descubrimiento de esta partícula tan estudiada.

Hoy es un día histórico para quienes nos dedicamos a la física. Aunque el anuncio del descubrimiento parece que no será definitivo, dos equipos del CERN tienen evidencias de una partícula que hemos perseguido durante décadas: el bosón de Higgs.

Os propongo explorar, de manera sencilla, algunas cuestiones relacionadas con esta aventura científica: ¿qué es el bosón Higgs? ¿por qué es tan importante encontrarlo? ¿de dónde surgió el apodo "la partícula de Dios"?

Pero, antes de nada, demos un pasito atrás y comencemos por una pregunta más sencilla:

1.- ¿De qué está formada la materia?

La materia esta formada por átomos.

Un átomo es como un Sistema Solar en miniatura: tiene un gran núcleo central (compuesto por protones y neutrones) y a su alrededor giran los electrones.

2.- ¿De qué estan formados los protones y los neutrones?

Los protones y los neutrones están formados de unas partículas más pequeñas que se llaman quarks.

Hay 6 tipos de quarks y fueron bautizados con nombres un poco extraños: el quark "arriba", el quark "abajo", el quark "encanto", el quark "extraño", el quark "cima" y el quark "fondo".

Un protón está formado por 2 quarks "arriba" y 1 quark "abajo". Un neutrón está formado por 1 quark "arriba" y 2 quarks "abajo".

3.- ¿Y de qué están formados los electrones?

Al contrario que los protones y los neutrones, los electrones son partículas elementales, es decir, no se pueden dividir más.

4.- Vale, entonces el electrón y los quarks son partículas elementales, ¿cuál es el problema?

El problema es que no comprendemos por qué estas partículas tienen masas tan diferentes. Por ejemplo, un quark "cima" pesa 350.000 veces más que un electrón. Para que os hagáis una idea de lo que significa este número: es la misma diferencia de peso que hay entre una sardina y una ballena.

5.- ¿Cuál es la solución a este problema?

En 1964, el físico inglés Peter Higgs, junto a otros colegas, propuso la siguiente solución: todo el espacio está relleno de un campo (que no podemos ver) pero que interacciona con las partículas fundamentales. El electrón interactúa muy poquito con ese campo y por eso tiene una masa tan pequeña. El quark "cima" interacciona muy fuertemente con el campo y por eso tiene una masa mucho mayor.

Para comprender esto, volvamos a la analogía de la sardina y la ballena. La sardina nada muy rapidamente porque es pequeñita y tiene poco agua alrededor. La ballena es muy grande, tiene mucho agua alrededor y por eso se mueve más despacio. En este ejemplo, "el agua" juega un papel análogo al "campo de Higgs".

Si lo pensáis despacio, la teoría de Higgs es muy profunda pues nos dice que la masa de todas las partícula está originada por un campo que llena todo el Universo.

6.- ¿Problema resuelto?

No tan rápido, caballeros. En física, una teoría sólo es válida si podemos verificarla con experimentos. La historia de la ciencia está repleta de teorías hermosísimas que resultaron ser falsas.

El campo de Higgs es sólo una teoría. Para comprobarla necesitamos encontrar la partícula asociada al campo de Higgs: el llamado "bosón de Higgs".

7.- ¿Por qué es tan difícil observar el bosón de Higgs?

Cuando queremos detectar el bosón de Higgs nos enfrentamos a 2 problemas fundamentales:

1) Para generar un bosón de Higgs, se necesita muchísima energía. De hecho, se necesitan intensidades de energía similares a las producidas durante el Big Bang. Por eso hemos necesitado construir enormes aceleradores de partículas.

2) Una vez producido, el bosón de Higgs se desintegra muy rápidamente. Es más, el bosón de Higgs desparece antes de que podamos observarlo. Sólo podemos medir los "residuos" que deja al desintegrarse.

Estos dos problemas son de una complejidad tan tremenda que para resolverlos hemos necesitado el trabajo de miles de físicos durante varias décadas.

8.- ¿Y el término "la particula de Dios"? ¿Acaso no éramos científicos?

El origen del apelativo "la partícula de Dios" es una de mis anécdotas favoritas en física.

Allá por los años 90, Leo Lederman, un Premio Nobel, decidió escribir un libro de divulgación sobre la física de partículas. En el texto, Lederman se refería al bosón de Higgs como "The Goddamn Particle" ("La Partícula Puñetera") por lo difícil que resultaba detectarla.

El editor del libro, en un desastroso arranque de originalidad, decididió cambiar el término "The Goddamn Particle" por "The God Particle" y así "La Partícula Puñetera" se convirtió en "La Partícula de Dios".

9.- ¿Una vez se confirme la teoría de Higgs, la física de partículas se ha terminado?

No. La detección del bosón de Higgs es sólo el comienzo de nuevas aventuras (¡los físicos seguiremos teniendo trabajo por mucho tiempo!).

Todavía quedan decenas de problemas que estamos muy lejos de resolver. Algunos ejemplos: ¿qué es la materia oscura? ¿cómo formular una teoría cuántica de la gravedad? ¿los quarks y los leptones son verdaderamente partículas elementales o tienen una subestructura? ¿todas las fuerzas se unifican a una energía suficientemente alta?

Al final, nuestro trabajo como científicos consiste en avanzar, aunque sólo sea un pasito, para que las generaciones futuras comprendan, un poquito mejor que nosotros, cómo funciona este hermoso Universo que nos rodea.