El “casi” descubrimiento de esta piedra angular de la Física abre a la ciencia el camino a la explicación de por qué existe la materia y por qué el universo es como es; es tan fundamental para el futuro como lo pudieron ser el trabajo de Galileo, Darwin o Einstein.

 

Texto: L. Cadenas Borges. FOTOS: Pablo J. Casal – OTRAS IMÁGENES: CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas)

Esto es muy complicado. Tanto que sigo sin entender bien casi nada después de un mes leyendo sobre el bosón de Higgs, la pieza maestra que los físicos buscan desde hace décadas como el Santo Grial para la explicación del universo. Los que han puesto la clave en su sitio son los europeos que trabajan en el CERN de Ginebra y en colaboración con investigadores americanos. El bosón es algo material, pero al mismo tiempo también es un estado, un escenario y un punto fundamental de agarre para explicar por qué existe la materia y por ende el cosmos entero. Un físico leerá esto y puede que enfurezca al entender que nos hemos equivocado. Los medios, los periodistas, esa gente que habla de cosas de las que no tiene ni idea. Nuestras disculpas por anticipado, pero lo vamos a intentar hacer lo mejor posible.

A grandes rasgos la respuesta más directa sería esta: el Bosón de Higgs es un tipo de partícula elemental que se cree tiene un papel fundamental en el mecanismo por el que se origina la masa en el Universo. Es una partícula subatómica, por debajo de la escala de dimensiones del protón, el neutrón y el electrón, las tres que casi todo el mundo más o menos conoce aunque sea visualmente por el célebre arquetipo del átomo. Y es básica su existencia porque es la única partícula predicha por el Modelo Estándar de Física de Partículas que aún no había sido descubierta.

Para que el ser humano entienda qué es el universo y (más importante aún) por qué es como es, este modelo tiene que funcionar. Sobre todo porque sus predicciones matemáticas funcionan. Es decir: el bosón está ahí, y si cuentas con él las fórmulas parecen funcionar, por lo tanto “debería” estar ahí. Pero hay que ponerlo en condicional, porque lo que descubrió el CERN de Ginebra hace semanas es un primer indicio, pero no el sí definitivo.

 

Rueda de prensa en el CERN

La existencia del bosón de Higgs permitiría a la Física explicar el origen de que la materia tenga masa, es decir, existencia medible en el universo. Y eso incluye desde el plantea Júpiter hasta nuestras células. Sin masa, el Universo sería un lugar muy diferente. Si el electrón no tuviera masa no habría átomos, con lo cual no existiría la materia como la conocemos, por lo que tampoco habría química, ni biología ni existiríamos nosotros mismos. A su vez, el campo de Higgs, el “terreno” (aquí hay que entrecomillarlo todo, son licencias literarias) en el que opera el bosón de Higgs, sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un incontable número de bosones. La masa de las partículas estaría causada por una continua fricción con el campo de Higgs, por lo que las partículas que tienen una fricción mayor con este campo tienen una masa mayor.

Si los nuevos experimentos que se harán en los próximos meses e incluso años confirman los datos del CERN sería el comienzo de una nueva fase en la Física de Partículas, una llave maestra para desentrañar otros quebraderos de cabeza humanos, como qué es la materia oscura, el componente del 23% del Universo pero cuyas propiedades son completamente desconocidas. Si los experimentos determinaran que el bosón de Higgs no existe o que ha sido todo un quiero y no puedo habría que formular una nueva teoría para explicar cómo las partículas obtienen su masa, lo que requerirá nuevos experimentos que confirmen o desmientan esta nueva teoría.

Así es como funciona la ciencia: ensayo y error, ensayo y error, nada de dogmas celestiales o divinos que hablan pero ni explican ni demuestran. El llamado “modelo estándar de la Física” se resume en una ecuación con muchísimas variables y funciona perfectamente para todo lo que propongamos; en esa fórmula la H del bosón de Higgs es omnipresente, un comodín de esa ecuación, fundamental para que el universo se comporte como se comporta, y cada vez que se hacen predicciones en base a esa fórmula resulta que funcionan.

Parte del acelerador de partículas del CERN

El bosón de Higgs no se puede detectar directamente. La razón de este escapismo es que una vez que el bosón se produce se desintegra dando lugar a otras partículas. Es decir: la ciencia descubre su huella, como la del Bigfoot en la nieve, pero poco más. Así que la gente que usa el acelerador de partículas lo que descubre son el rastro del bosón, de lo que se infiere su existencia. En el interior del anillo del acelerador colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando se producen las colisiones en puntos estratégicos donde están situados grandes detectores, la energía del movimiento se libera y queda disponible para que se generen otras partículas. El LHC de Ginebra es la culminación de una verdadera carrera por crear el arma más potente en la búsqueda. Cuando alcance su máxima potencia en el 2014, el LHC colisionará protones a una energía cercana a 14 teraelectronvoltios, suficiente para saber si existe de verdad el bosón de Higgs.

Pero de esta certeza celebrada con gritos de júbilo en Ginebra a la afirmación final de que el bosón de Higgs existe hay un buen trecho. La observación de estos fenómenos es muy compleja y no se trata de “verlo”, sino de detectar su rastro. En Física la observación se determina por las desviaciones estándar o sigmas que indican la probabilidad de que un resultado experimental se deba a la casualidad en vez de ser un efecto real. Los experimentos deben analizar millones de datos: el LCH, el gran colisionador usado en estas pruebas, genera unos 300 millones de colisiones por segundo.

Para estar seguros de que una observación corresponde a un bosón de Higgs y no a otra partícula o una anomalía en el propio experimento sería necesario estudiar en detalle y con más datos las propiedades de la nueva partícula. Y un punto más importante aún: si la forma en que se produce y se desintegra está de acuerdo con lo predicho por la teoría o no, en cuyo caso las puertas que se abren serían ingentes y los físicos tendrían mucho, mucho trabajo por delante.