Los científicos del Gran Colisionador de Hadrones, en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (Cern por su antigua sigla en francés), mostrarán hoy los resultados de sus experimentos en la búsqueda del bosón de Higgs, una partícula hipotética que sería el agente que le dio masa a la materia tras el Big Bang (según la teoría del físico británico Peter Higgs ), lo que hizo posible la formación de las estrellas y los planetas, y hasta la aparición de la vida.
La función de esta partícula podría explicarse con un ejemplo sencillo: un individuo muy atractivo camina por la calle. Poco a poco los demás van acercándose, se juntan y constituyen un grupo grande. Dicho individuo, que congrega y forma la masa, es el bosón de Higgs.
El bosón de Higgs es todo y nada. Puede ser la partícula esencial que describiría los mecanismos del universo o una mera ilusión. Puede ser el cimiento fundamental que revelaría cómo las partículas adquieren masa, o pura teoría. Sea como fuere —si los científicos descubren o no el bosón de Higgs—, la forma en que el universo es observado cambiará.
La partícula del origen
A pesar de la expectativa mundial el director general del Cern, Rolf-Dieter Heuer, le advirtió a su grupo de trabajo que el anuncio de hoy no será definitivo. Están cada vez más cerca, pero aún falta camino. John Idárraga, físico de la Universidad Nacional e investigador colombiano que trabaja en el Cern, le aseguró a El Espectador que “la primera confirmación definitiva será en unos cuantos meses. De aquí a un año sabremos los resultados concluyentes. Hoy veremos si vamos por buen camino o no”.
Los investigadores —en medio de un ambiente de emoción y expectativa— presentarán las conclusiones arrojadas por dos detectores (Atlas y CMS), que mostrarían, entre millones de colisiones de partículas, la presencia de la ‘partícula de Dios’ como una pequeña punta en las gráficas. “Un descubrimiento de este tipo —afirma Idárraga— nos diría por qué las cosas cobran masa”.
¿Qué tiene que ver, en detalle, el universo con el bosón de Higgs? Idárraga explica que existen cuatro fuerzas en el universo: gravitacional, electromagnética, fuerte y débil. El modelo estándar de la física de las partículas, que muestra cómo conviven las moléculas, comprende las tres últimas.
En principio, el universo combinaba dichas fuerzas, lo que se logró simular a través del Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) —un acelerador de partículas cuyo túnel en forma de circunferencia tiene un recorrido de casi 27 kilómetros—. Los científicos del Cern lograron revivir las condiciones del inicio del universo. Una especie de Big Bang. Fue como retroceder el tiempo.
Sin embargo, hace falta una pieza para explicar qué elemento les da masa a los objetos en el universo. Roberto Martínez, docente de física de la Universidad Nacional, afirma que para que las tres fuerzas del modelo funcionen es necesario “un bicho que ronda por todo el universo”: el bosón de Higgs. “Si logramos entender la masa de los elementos —dice Martínez—, entenderíamos la formación del universo”.
De modo que la teoría del bosón de Higgs, agrega Idárraga, “entra a explicar por qué la masa hace parte de ese conjunto de cosas”.
¿Y si no existe?
Aunque sólo el próximo año habrá datos más sesudos, los científicos podrán dilucidar dos posibilidades. En primer lugar, comprobar el descubrimiento del bosón de Higgs modificaría o reforzaría la física de partículas. Si la ‘partícula de Dios’ existe, los investigadores podrían profundizar en su conocimiento y observar posibles variantes. Ambos experimentos podrían mostrar picos similares (lo que indicaría que la partícula existe), ningún pico o picos distintos. En cualquiera de los tres casos habría que verificar con pruebas futuras.
De hecho, en varios blogs se ha rumorado que las evaluaciones de los detectores Atlas y CMS han registrado una partícula que, sospechan, equivaldría a Higgs. De ser así, el descubrimiento no estaría asegurado. Tendría que ajustarse al ‘sigma 5’, la medida estadística utilizada en física para verificar un resultado. Al parecer, los dos experimentos tienen 2,5 sigma y 3,5 sigma, un resultado muy cercano al ideal.
Davide Castelvecchi, en la revista Scientific American, asegura que los estudios del Cern —que, de acuerdo con varios medios, han registrado a la partícula de Higgs con una energía de 125.000 millones de electrovoltios— extenderían el modelo estándar de la física de partículas y ayudarían a comprender, sobre todo, el origen de la materia oscura, que constituiría el 83% de la materia en el universo.
¿Y si la partícula, en definitiva, no existe? “Si no —responde Idárraga, breve—, habrá que buscar otra manera”. Además de la ‘partícula de Dios’, no hay más teorías que resuelvan el problema del origen de la masa. “Si los detectores de partículas no descubrieran a Higgs —asegura Martínez— , estaríamos en un limbo científico”.
Otros desarrollos del LHC
A través de los estudios en el Atlas y el CMS y la colisión de partículas en el LHC, los investigadores no sólo han avanzado en la búsqueda de la ‘partícula de Dios’. Idárraga cuenta que, además de los avances en física de partículas, los científicos han desarrollado tecnología que antes no existía. Por ejemplo, sistemas de detección de partículas con energías distintas. Dicha tecnología, sigue Idárraga, “se puede transferir y usar en otros ámbitos, como la física médica, en la terapia con hidrones para tratar distintos tipos de cáncer”.
El camino para el descubrimiento del bosón de Higgs
1964
El físico británico Peter Higgs plantea que el bosón es el agente que le dio masa a la materia tras el Big Bang, hace 13.700 millones de años, lo que hace posible la formación de estrellas y planetas, y, finalmente, la aparición de la vida.
1980
Empiezan a realizarse experimentos para encontrar la partícula en el colisionador Tevatron (EE.UU.) y el LEP (situado entre Francia y Suiza), a través de la colisión de partículas entre sí y la creación de mini Big Bangs.
1993
Los bosones de Higgs empiezan a ser denominados como “partículas de Dios” o “partículas divinas”, a raíz del título de un libro no científico escrito por Leon Lederman, laureado con el Nobel en 1988.
2008
Investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (en inglés Large Hadron Collider, LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo, comienzan los trabajos en busca del bosón de Higgs.
2012
Diferentes estudiosos y los propios investigadores de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés) han coincidido en que este será el año en el que realmente se sabrá si el bosón de Higgs existe.