| El bosón de Higgs, la partícula
clave de la física |
Las cinco preguntas sobre el bosón de Higgs  |
Ya no tiene donde esconderse
Los científicos del CERN aseguran que han hallado «indicios
de su existencia
Por José Manuel Nieves / Madrid - ABC * IDEAL - 14-12-2011
Por fin los físicos empiezan a recoger los frutos de una búsqueda
que dura ya casi cincuenta años. Dos de los principales detectores
del gran acelerador europeo de partículas (el Atlas y el CMS) han
encontrado señales que podrían delatar la presencia del esquivo
bosón de Higgs, la última partícula subatómica
que queda por descubrir para completar el Modelo Estándar de la
Física y la que encierra, además, el secreto de por qué
las demás partículas tienen masa.
La conferencia, que tuvo lugar en el auditorio principal del Laboratorio
Europeo de Física de Partículas (CERN), estaba prevista para
las dos de la tarde. Pero desde media mañana la sala empezó
a llenarse y al mediodía no quedaba ni un solo asiento libre en
todo el auditorio. Las redes sociales hervían con miles de comentarios,
y no dejaron de hacerlo ni un solo momento hasta el final del acto. Cada
frase, cada gesto, cada palabra de los ponentes era observada, desmenuzada
y rápidamente «twiteada» por alguno de los cientos de
físicos que abarrotaban la sala.
Los portavoces de los dos experimentos, Fabiola Gianotti (Atlas) y
Guido Tonelli (CMS), explicaron durante más de dos horas cómo,
después de analizar billones de colisiones durante varios meses,
consiguieron encontrar en un puñado de ellas (menos de diez) lo
que podría ser la «firma» del Higgs. El objetivo de
los investigadores, tanto en el Atlas como en el CMS, no era tanto localizar
el Higgs en sí como encontrar los reveladores frutos de su desintegración.
Cascada de eventos
En efecto, cuando dos protones, acelerados al 99,9 por ciento de la
velocidad de la luz en direcciones contrarias, chocan dentro del acelerador
producen, al desintegrarse, una «cascada» de eventos durante
los que se crean y se desintegran numerosas partículas de vida muy
efímera. Y algunos de esos eventos podrían corresponder al
Higgs.
En apenas unas cuantas de los billones de colisiones analizadas por
los investigadores durante los últimos meses se produjo un exceso
(o «pico») en el número de eventos de desintegración,
y en un rango de energía, además, muy determinado (alrededor
de 125 Gigaelectronvoltios, o GeV). Esos «eventos extra» podrían
ser, precisamente, la tan buscada «huella» del Higgs. Sin embargo,
ni Gianotti ni Tonelli se atrevieron a asegurarlo con total certeza. En
efecto, será necesario analizar más picos de eventos como
los encontrados hasta ahora para demostrar que no se trata de simples fluctuaciones
estadísticas. Algo que llevará aún varios meses de
trabajo y que podría culminar con un anuncio oficial del descubrimiento
del bosón de Higgs no antes de finales del próximo año.
«Es demasiado pronto para sacar conclusiones definitivas»,
dijo Gianotti. «A día de hoy no hay suficientes datos para
ser concluyentes», afirmó, por su parte, Tonelli. En concreto,
en el detector Atlas se observó una señal en el rango de
los 126 GeV que sería consistente con el Higgs, mientras que en
el CMS se produjo un exceso de eventos de desintegración en el rango
de los 124 GeV.
«Hemos restringido la masa más probable para el bosón
de Higgs a entre 116 y 130 GeV y en las últimas semanas hemos comenzado
a ver un aumento de los eventos en el rango de 125 GeV», dijo Fabiola
Gianotti ante un salón atiborrado de científicos y en el
que reinaba la máxima expectación. «Este exceso puede
deberse a una fluctuación, pero también puede ser debido
a algo mucho más interesante».
Rango estrecho de energías
Por eso el anuncio de ayer fue tan importante. Incluso si al final
las señales detectadas no correspondieran al bosón de Higgs,
ambos experimentos las hallaron en un rango muy estrecho de energías,
y lograron acotar extraordinariamente el «terreno» en el que
el bosón de Higgs deberá por fin revelar su presencia. En
otras palabras, si el Higgs existe, y esta vez parece ser que por fin hay
indicios de que sí, ya no tiene prácticamente un lugar donde
esconderse
Las cinco preguntas
sobre el bosón de Higgs
¿Qué es el bosón de Higgs?
Es una partícula elemental que juega un papel esencial en el
mecanismo por el que se origina la masa de todas las partículas
del Universo. Es, también, la última partícula subatómica
que queda por detectar para completar el Modelo Estandar, el "catálogo"
de los componentes fundamentales de la materia. Todas las demás
partículas predichas en ese modelo han sido ya descubiertas en los
laboratorios de física.
¿Qué es un bosón?
Todas las partículas fundamentales que existen se dividen en
dos categorías, fermiones y bosones. Los primeros son los constituyentes
íntimos de la materia, mientras que los segundos transportan las
varias fuerzas de la Naturaleza. Así, mientras que un protón,
un neutrón o un electrón son fermiones, otras partículas,
como los fotones, los gluones o las partículas W y Z son bosones.
Las tres últimas transortan, respectivamente, las unidades mínimas
de las fuerzas electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.
¿Cómo aporta el bosón de Higgs masa a las demás
partículas?
En la década de los 60, el físico británico Peter
Higgs predijo la existencia de un campo que permea todo el Universo, conocido
como el "campo de Higgs". Y de la misma forma en que el fotón es
el componente fundamental de los campos electromagnéticos, también
debe de existir una partícula asociada al campo de Higgs. La masa
de las diferentes partículas estaría causada por una “fricción”
con el campo de Higgs. Las más livianas se moverían fácilmente
por el campo de Higgs, mientras que las más pesadas lo harían
con mucha mayor dificultad. Si no existiera el campo de Higgs, todas las
partículas, sin importar su masa, se moverían a la velocidad
de la luz.
¿Cómo se puede detectar el bosón de Higgs?
No es posible detectar directamente al bosón de Higgs, ya que
una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente dando
lugar a otras partículas elementales más comunes. Lo que
sí que puede verse son sus “huellas”, en forma de partículas
resultantes de su proceso de desintegración. Eso es lo que se busca
en el gran acelerador LHC.
¿Y si no se descubre el bosón de Higgs?
Habría que replantear el Modelo Estandar y lo que creemos saber
sobre el origen de la masa de las partículas. La no detección
del Higgs obligará a formular nuevas teorías y a explorar
nuevos campos de la Física que puedan ofrecer una respuesta.
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