Sin el bosón de Higgs, usted no estaría aquí

Está cada vez más acorralado. Los científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) han descubierto, con una certeza superior al 99,99994%, una nueva partícula que podría ser el bosón de Higgs, la que dio masa a todas las demás. Observada en el rango de masas de alrededor de 125-126 gigaelectronvoltios (GeV), unas 134 veces la masa de un protón, se trata del "bosón más pesado jamás encontrado", explicó el miércoles Joe Incandela, del experimento CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Pero, estrictamente, no puede decirse todavía que sea el de Higgs.

Descrito en los años 60 por varios científicos, incluido el inglés Peter Higgs cuyo apellido le da nombre, es la única partícula que todavía no se ha observado del entramado teórico construido por los físicos para explicar los ingredientes del llamado modelo estándar. Este describe las relaciones entre las partículas elementales -los componentes mínimos de la materia- y las fuerzas que actúan entre ellas, menos la gravitatoria. La interacción con el bosón de Higgs sería la responsable de que unas partículas tengan masa y otras no. Sin partículas con masa, no existiría el Universo tal como lo conocemos; no existiríamos nosotros. Y, por otro lado, si Higgs no existiera, los físicos tendrían que elaborar un nuevo modelo teórico para explicar el origen de la masa. ¿Pero cómo lo explica la teoría actual?

Una manera fácil de comprender el mecanismo que, según el modelo estándar, dotaría de masa a las partículas sería situarse en un océano. El agua sería el llamado campo de Higgs, que llena todo el Universo y está formado por incontables bosones de Higgs, equivalentes en este ejemplo a moléculas de H2O. La masa de las partículas, los seres que nadan por ese océano, se debería a su mayor o menor fricción con el agua. Una barracuda, un animal muy hidrodinámico, sería una partícula muy rápida y, por tanto, con muy poca masa, mientras que una ballena sería una más lenta y muy pesada.

Los restos de Higgs

Para descubrir el bosón de Higgs, se construyó el LHC, el gran acelerador de partículas europeo de Ginebra. En su anillo de 27 kilómetros de circunferencia se lanzan en sentido contrario, a velocidades próximas a las de la luz, haces de protones que, cuando chocan, generan partículas. Una de ellas podría ser el esquivo bosón. El problema es que casi instantáneamente se desintegra en otras partículas conocidas. Son estas, los restos de Higgs, las que buscan los científicos en el subproducto de las 300 millones de colisiones de protones que se producen cada segundo en el LHC. "Es como intentar reconstruir una granada a partir de los fragmentos que quedan tras su estallido", ilustra Alberto Casas, director del Instituto de Física Teórica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Después de analizar miles de millones de colisiones de protones y antiprotones, los investigadores de los experimentos ATLAS y CMS -entre ellos, científicos del CSIC y de varias universidades españolas-, han reunido pruebas suficientes como para anunciar el hallazgo de un nuevo bosón que parece el de Higgs. De ahí que ayer se mostraran entusiasmados durante la presentación de los resultados en Ginebra y aplaudieran con entusiasmo en varias ocasiones durante el acto. "Hemos superado una nueva etapa en nuestra comprensión de la naturaleza", sentenció el director general del CERN, Rolf Heuer, quien calificó el hallazgo de "histórico". "Tenemos que sentirnos orgullosos y felices", añadió antes de puntualizar que "esto es un inicio" y que "queda mucho trabajo por delante». «Si no fuera científico, diría que lo hemos encontrado", admitió Heuer.

Incandela explicó que no dudan de que se trata de un nuevo bosón, pero hacen falta todavía más datos antes de concluir que es el de Higgs. "A partir de los resultados de los experimentos ATLAS y CMS, podemos decir que se ha descubierto una partícula que tiene una masa que se sitúa en el rango que esperábamos para el bosón de Higgs y que además, hasta donde se ha podido observar, tiene unas propiedades que también concuerdan. Todo apunta a que es un Higgs del modelo estándar. El problema respecto a las propiedades es que estamos todavía en un estadio preliminar y habrá que seguir investigando en los próximos años para ver si coinciden con las previstas para una partícula de Higgs. Entonces, podremos decir que hemos descubierto una partícula de Higgs", indica Casas.

Según Salvador Martí, del Instituto de Física Corpuscular del CSIC y la Universidad de Valencia, "queda por delante tanto trabajo como el que ya se ha hecho", y confirmar que se trata de Higgs podría llevar años. "Para decir estrictamente que es el Higgs, se han de medir todavía las diversas desintegraciones", coincide Carlos Pajares, delegado científico de España en el CERN, que cree que los resultados hechos públicos ayer apuntan a que la nueva partícula "tiene absolutamente toda la pinta" de ser la buscada. Si así es, se abriría un nuevo horizonte para la física.

"El descubrimiento del bosón de Higgs cerraría un capítulo en la historia de la física, que es el del modelo estándar. Creemos que hay una física más allá del modelo estándar; que hay, por ejemplo, partículas que forman la materia oscura del Universo", señala el director del Instituto de Física Teórica del CSIC. Esa nueva física se enfrentaría a retos como explicar la materia oscura y la interacción de la gravitación con las otras tres fuerzas: la electromagnética, la nuclear fuerte y la débil. "Hay que retroceder muchos años para recordar un hallazgo como este en la física de partículas. Estamos viviendo algo histórico. Cuando nos hayamos muerto todos, este avance seguirá en los libros de texto", sentencia Alberto Casas.