SOCIEDAD › GRACIAS AL COLISIONADOR DE HADRONES, FUE DETECTADA UNA PARTíCULA QUE PODRíA SER EL “BOSóN DE HIGGS”

La física ya tiene su hallazgo más esperado

Tras años de investigación, el CERN anunció que sus físicos encontraron evidencias sobre la existencia de la partícula subatómica que explicaría las leyes básicas de la naturaleza. Sobre ese elemento gira el gigantesco experimento del colisionador.

 Por Pedro Lipcovich

Apareció, por fin, “una partícula consistente con el bosón de Higgs”: así lo anunció el CERN, la institución que administra el inmenso colisionador de partículas –un anillo de 27 kilómetros de largo, en la frontera entre Francia y Suiza– donde se efectúa la investigación. Quiere decir que el “modelo estándar” sobre las leyes básicas de la naturaleza, sostenido por los físicos desde hace 40 años, ha encontrado confirmación experimental: “Imposible no entusiasmarse con un resultado así”, exclamó el director del CERN. Pero todavía se desconoce la mayor parte de las propiedades del bosón: “¿Todas son las que predice el modelo estándar o habrá algo más exótico?”, pregunta el comunicado oficial del CERN, y anticipa: “Una versión más exótica de la partícula de Higgs podría permitir entender el 96 por ciento del Universo, que permanece oscuro”. Sucede que estas rarísimas partículas, que no duran casi nada y se producen bajo especialísimas condiciones, son la única posibilidad de encontrar evidencia experimental para teorías tan sorprendentes como la que sostiene que nuestra realidad tiene, no ya tres dimensiones (más la del tiempo), sino cuatro, y que por esta cuarta dimensión, ubicua e ignorada, se mueven las partículas que explicarían el misterio cotidiano de la fuerza de gravedad.

El mismísimo Peter Higgs estaba ahí, en Ginebra, a sus 83 años, en la sede del Gran Colisionador, ante la cual centenares de personas habían hecho cola desde la noche anterior para presenciar el anuncio. “No pensé que llegaría a asistir a esto en el transcurso de mi vida”, comentó (ver aparte). En 1964, Higgs había postulado la existencia de esta partícula y había precisado qué características debía reunir para servir como prueba de la validez del modelo estándar mediante el cual, desde la década de 1970, los científicos explican tres de las fuerzas básicas que rigen la naturaleza: el electromagnetismo y las fuerzas nucleares “fuerte” y “débil”.

Hubo que esperar casi 50 años para concretar el experimento porque hacía falta un instrumento que sólo empezó a funcionar en 1988: el Gran Colisionador de Hadrones (LHC): un túnel de 27 kilómetros, en anillo, provisto de un campo magnético cien mil veces mayor que el de la Tierra, capaz de acelerar los “hadrones” (protones y neutrones) hasta casi la velocidad de la luz. Cuando protones o neutrones chocan entre sí a tal velocidad, producen diversas partículas, que en sí mismas no alcanzan a ser registradas, pero dejan rastros. La más buscada era la de Higgs.

Para contar con las mayores garantías, los investigadores se dividieron en dos equipos, llamados Atlas y CMS, que trabajaron en forma independiente. En diciembre pasado, el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) anticipó que este año se encontraría el bosón o se demostraría su inexistencia. Ayer, anunció el descubrimiento “de una partícula consistente con el tan buscado bosón de Higgs”. Tanto el Atlas como el CMS registraron “una nueva partícula, en la región de masa de entre 125 y 126 gigaelectrón voltio”, es decir, aproximadamente la masa de 125 protones.

Ahora, ¿están seguros de que es el bosón de Higgs y no otra partícula? “Estas partículas son muy inestables y en realidad no se las puede observar directamente, pero se puede discernir en qué se transforman –señaló Ricardo Piegaia, profesor de la UBA, investigador del Conicet y director de uno de los dos equipos argentinos que participan en el proyecto–. Ha quedado establecido que dos de los ‘canales de decaimiento’ previstos se cumplen: uno que transforma el bosón en dos fotones, otro que lo transforma en cuatro electrones. La cantidad de mediciones efectuadas en estos años lo confirma estadísticamente. Ya sabemos así, con abrumadora certeza, que se trata de una partícula nueva, jamás descripta. Pero falta investigar por lo menos otras ocho características, otros canales de decaimiento para ver si cumplen las propiedades del Higgs. Lo más interesante, aunque improbable, sería que en algunos casos las propiedades previstas no se cumplieran, porque esto llevaría a reformular la teoría.”

La nueva partícula, ¿tiene alguna función, además de confirmar una teoría física? Sí: Higgs y su bosón son los culpables de que un ropero sea más difícil de empujar que una silla. “Desde hace 40 años, la física admite que la materia se compone de partículas elementales: el electrón, el fotón, los quarks (que forman los protones y neutrones); estas partículas son puntitos, carecen de masa. Pero sabemos, a partir de Newton, que los cuerpos tienen distintas masas: un ropero tiene más masa que una silla, lo cual quiere decir que hace falta más fuerza para moverlo. Entonces, ¿cómo puede ser que esos puntitos sin masa constituyan cuerpos que tienen masa?”, preguntó Piegaia.

Y contestó: “El bosón de Higgs también es un puntito, pero se comporta en forma especial: al interactuar con las demás partículas, genera una especie de rozamiento; como si fuera una melaza que dificulta el movimiento, que las hace, digamos, más difíciles de empujar. Entonces, tener mucha masa es interactuar mucho con la partícula de Higgs; tener poca masa es interactuar poco con ella; no tener ninguna masa, como es el caso del fotón, equivale a no tener ninguna inte-racción con el bosón de Higgs”, explicó Piegaia. ¿Y la masa del propio bosón de Higgs?: “Es tan elevada porque interactúa mucho consigo mismo”.

¿Pero por qué los científicos quieren perfeccionar el Modelo Estandar? Porque no logra explicar una fuerza básica, la primera que se descubrió y la más evidente: la gravedad. Explicar la gravedad podría permitir entender la “materia oscura”, y por eso el comunicado oficial del CERN se esperanza con que “una versión más exótica de la partícula de Higgs podría servir para entender el 96 por ciento del Universo, que permanece oscuro”.

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El anuncio fue efectuado por las autoridades del CERN en la sede de Ginebra.
 
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