La dimensión del descubrimiento es algo parecido a lo que ocurrió con la gravedad de Isaac Newton.
“Hemos hallado ahora la piedra angular que le faltaba a la física de las partículas”, dijo Rolf Heuer, director de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por las siglas en francés de su nombre provisional).
Este anuncio, en medio de ovaciones, de los científicos del mayor colisionador de átomos marcó el miércoles, el descubrimiento de una nueva partícula subatómica, la cual “concuerda” con el largamente buscado bosón de Higgs —conocido popularmente como la “partícula de Dios”— que ayuda a explicar qué le da forma y tamaño a toda la materia en el universo.
La partícula subatómica recién descubierta es un bosón, pero los científicos no afirmaron si se trata del bosón de Higgs, que hasta ahora ha sido una partícula teórica y es considerado clave para comprender por qué la materia tiene masa, que se combina con la gravedad para darle peso a un objeto.
¿QUÉ ES? El bosón de Higgs es una partícula hipotética, un bosón, que constituye el cuanto del campo de Higgs. Tanto él como su campo asociado están relacionados con el origen de la masa de las partículas elementales. Se le denomina la partícula de Dios o la partícula divina debido al libro “La partícula divina: si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”, del premio Nobel de Física Leon Lederman.
Su existencia fue predicha en 1964 como parte del mecanismo de Higgs, propuesto para explicar la masa de las partículas elementales del modelo estándar. En particular dicho mecanismo justifica la masa de los bosones vectoriales W y Z, que los diferencia de otros bosones que median interacciones fundamentales, como el fotón.
El bosón de Higgs recibe su nombre de Peter Higgs, que fue uno de los seis autores que en la década de 1960 desarrolló la idea del mecanismo ahora conocido por su nombre. Según el modelo estándar, interacciona con todas las partículas con masa y con el fotón, y no posee espín ni carga eléctrica o de color. Debido a que su masa es presumiblemente muy grande, solo puede ser detectado a altas energías en un acelerador de partículas.
CÓMO SE DETECTÓ. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN comenzó sus experimentos para detectarlo en 2010. Llamado también Gran Colisionador de Hadrones y construido a un costo de 10,000 millones de dólares bajo la frontera franco-suiza, ha estado produciendo colisiones de protones de alta energía para investigar la materia oscura, la antimateria y la creación del universo, que muchos conjeturan ocurrió luego de la conocida como Explosión Primordial.
Dos equipos independientes en el CERN dijeron el miércoles que ambos han “observado” una nueva partícula subatómica, un bosón. Heuer dijo que “muy probablemente es un bosón de Higgs, pero tenemos que hallar qué clase de bosón de Higgs”.
Cuando se le preguntó si el hallazgo es un descubrimiento, Heuer respondió: “Como lego, creo que lo tenemos. Pero como científico, tengo que preguntar: ‘¿Qué es lo que tenemos?’”.
Los líderes de los dos equipos del CERN —Joe Incandela, director del llamado CMS con 2,100 científicos, y Fabiola Gianotti, al frente del ATLAS con 3,000 científicos— presentaron cada uno en complejos términos técnicos lo que en esencia es evidencia extremadamente sólida de que se ha encontrado una nueva partícula.
Incandela dijo que era demasiado pronto como para afirmar en forma definitiva si es el “modelo estándar” de Higgs que el físico escocés Peter Higgs y otros pronosticaron en la década de 1960, parte del modelo estándar de una teoría de la física que involucra un campo de energía en el que las partículas interactúan con una partícula crucial, el bosón de Higgs.
EL CIENTÍFICO. Higgs, a quien se invitó para que estuviera presente, declaró que él tampoco podía decir aún si era parte del modelo estándar. Pero le dijo a la audiencia que el descubrimiento parece ser muy cercano a lo que él pronosticó.
“Es algo increíble que ha ocurrido en mi vida”, afirmó, al tiempo que lo consideró un logro mayúsculo del colisionador circular construido en un túnel subterráneo de 27 kilómetros (17 millas) de longitud.
La frase “partícula de Dios” fue acuñada por el físico Leon Lederman, ganador del Premio Nobel, pero es empleada por los legos, no por los físicos, como una manera más fácil de explicar cómo funciona el universo subatómico y cómo empezó.
EXPLICACIÓN. El mecanismo de Higgs es un proceso mediante el cual los bosones vectoriales puede obtener masa invariante sin romper explícitamente invariancia de gauge. La propuesta de ese mecanismo de ruptura espontánea de simetría fue sugerida originalmente en 1962 por Philip Warren Anderson y, en 1964, desarrollada en un modelo relativista completo de forma independiente y casi simultáneamente por tres grupos de físicos: por François Englert y Robert Brout; por Peter Higgs; y por Gerald Guralnik, C. R. Hageny Tom Kibble (GHK). Las propiedades del modelo fueron adicionalmente consideradas por Guralnik en 1965 y Higgs en 1966.
Los papeles mostraron que cuando una teoría de gauge es combinada con un campo adicional que rompe espontáneamente la simetría del grupo, los bosones de gauge pueden adquirir consistentemente una masa finita. En 1967, Steven Weinberg y Abdus Salam fueron los primeros en aplicar el mecanismo de Higgs a la ruptura de la simetría electrodébil y mostraron cómo un mecanismo de Higgs podría ser incorporado en la teoría electrodébil de Sheldon Glashowde, en lo que se convirtió en el modelo estándar de física de partículas.
Los tres papeles escritos en 1964 fueron reconocidos como un hito durante la celebración del aniversario 50º de la Physical Review Letters. Sus seis autores también fueron galardonados por su trabajo con el Premio de J. J. Sakurai para física teórica de partículas.
DE LA REALIDAD A LA FICCIÓN. La partícula de Dios también ha sido llevada a la ficción. En la película Solaris protagonizada por George Clooney se teoriza que los visitantes que materializa el océano viviente del planeta estarían formados por partículas subatómicas estabilizadas por un campo de Higgs.
En la película “Ángeles y demonios”, basada en el libro del mismo nombre (del autor Dan Brown), se menciona al bosón de Higgs como “la partícula de Dios”.
En el libro de ciencia ficción “Recuerdos del futuro”, escrita por Robert J. Sawyer (1999), dos científicos desatan una catástrofe a nivel mundial mientras tratan de encontrar el esquivo bosón de Higgs.
En la serie “El barco” se habla del bosón de Higgs como la partícula de Dios.
Y en el capítulo 21 de la quinta temporada (The Hawking Excitation) de la serie The Big Bang Theory, Sheldon Cooper cree haber descubierto una prueba de la existencia del bosón de Higgs.
