Descubren que el bosón de Higgs se descompone también en Fermiones

Científicos del CERN
Ginebra. (Efe).- Científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) han descubierto que el bosón de Higgs -la partícula fundamental cuya existencia fue descubierta en 2012- se desintegra en dos partículas denominadas tau, pertenecientes a la familia de los fermiones. Estas últimas son las partículas que componen la parte visible de la materia.
El hallazgo fue realizado en el experimento ATLAS, uno de los cuatro principales incorporados al Gran Acelerador de Hadrones (LHC) -un anillo de unos 27 kilómetros de circunferencia construido a unos 80 metros bajo tierra en la frontera entre Suiza y Francia-, y acaba de ser presentado a la comunidad de físicos.
La gran novedad, anunciada en un seminario realizado en el CERN, es que hasta ahora sólo se había detectado la partícula de Higgs mediante su desintegración en partículas denominadas bosones, portadoras de las fuerzas que actúan en la naturaleza. Ahora se ha demostrado de forma concluyente que también puede desintegrarse en fermiones, que son como los "ladrillos" que componen la materia visible. Los quarks y electrones que componen los protones de un átomo son fermiones.
El experimento ATLAS, en el que participan varios científicos españoles, ha mostrado por primera vez con un nivel de certeza de 4 sigma -5 sigma indica una certeza absoluta en términos científicos- al bosón de Higgs decayendo en dos leptones tau.

El bosón de Higgs fue descubierto el año pasado por los experimentos ATLAS y CMS, ambos parte del gran acelerador. Hasta ese entonces su existencia era sólo teórica, aunque fundamental pues sobre ella reposaba el modelo estándar de la física de partículas, que describe las partículas elementales y sus interacciones.
Peter Higgs, quien en 1964 planteó la existencia de este bosón que pasó a ser conocido con su nombre, recibió este año el Premio Nobel de Física por su teoría, junto con el físico François Englert, que también contribuyó a ella.
El gran aporte del bosón de Higgs es que hace posible que exista el campo de fuerza responsable del origen de la masa de otras partículas elementales, que, sin él, no podrían mantenerse unidas. Los científicos explican, en términos profanos, que, sin este mecanismo para generar masa, la materia que compone todo lo que vemos en el universo -incluidos los seres humanos- no se hubiese podido formar tal y como la conocemos.
El descubrimiento del CERN en 2012 dejó claro que los bosones adquirían su masa a través del mecanismo propuesto por Higgs, pero sólo ahora se ha demostrado que también los fermiones -el otro tipo básico de partículas- adquieren su masa por el mismo mecanismo.
Actualmente, los físicos de ATLAS y CMS trabajan en el análisis de las enormes cantidades de datos que recopilaron durante 2012, de donde se cree que surgirán todavía más hallazgos de importancia para la física.
El Gran Acelerador de Hadrones fue apagado a inicios de este año para trabajos de mantenimiento, que se prolongarán hasta finales de 2014, y será encendido nuevamente al año siguiente con el fin de que alcance, por primera vez, su máxima potencia.

Un resplandor “monstruoso y cercano” en el universo

Los astrónomos detectan el destello de rayos gamma más brillante hasta ahora. Seguramente se generó en una estrella que explotó y se convirtió en agujero negro
Una estrella mucho más masiva que el Sol y mucho más compacta, colapsó hace unos miles de millones de años; seguramente se convirtió en un agujero negro.
Pero la luz de aquel estallido ha llegado ahora a los telescopios terrestres especializados en detectar y observar estos fenómenos en el cielo. Es el más brillante destello de rayos gamma (GRB, en sus siglas en inglés) detectado hasta ahora, afirman los expertos.
Y está relativamente próximo a la Tierra, en tiempos cosmológicos, ya que su luz ha recorrido una distancia de 3.700 millones de años hasta nosotros, lo que supone menos de la mitad de la distancia típica de los GRB. Uno de los equipos científicos que han estudiado este excepcional fenómeno lo califican de “monstruo cercano” en el título de su artículo científico que se publica en Science esta semana, junto con otros dos trabajos sobre el mismo estallido de rayos gamma, que fue detectó el pasado 27 de abril mediante observatorios en el espacio.

“Normalmente detectamos los GRB a mayor distancia, lo que significa que se ven muy tenues, pero en este caso el destello se produjo a solo una cuarta parte del tamaño del universo observable, así que fue muy brillante”, señala Paul O´Brien, astrónomo de la Universidad de Leicester (Reino Unido). “En esta ocasión se generó también una supernova, algo que no habíamos registrado antes junto con un potente GRB, y estamos intentando descifrar el fenómeno”, dice en un comunicado de su universidad. “El hecho de poder ver un brillante destello a un cuarto del universo es realmente como traernos a casa el asombroso poder de estas explosiones”, añade Nial Tanvir, otro investigador que ha estudiado este fenómeno concreto.
Los destellos de rayos gamma son frecuentes en el cielo: aproximadamente un centenar al año registra el satélite Swift, de la NASA, puesto en órbita en 2004 precisamente para detectar estos fenómenos fugaces y que vio el “monstruo” del pasado abril. Para esta vigilancia científica es imprescindible colocar telescopios en el espacio porque, afortunadamente para la vida en la Tierra, la radiación de rayos gamma tan perjudicial para los organismos vivos, es absorbida por la atmósfera. En este caso, el primero en detectar el estallido fue el Fermi Gamma Ray Space Telescope (Universidad de Stanford y SLAC).
El potente estallido de abril, denominado GRB 130427A, fue tan brillante que descoloca a los científicos. La teoría más aceptada para describir un GRB como este, señalan los investigadores de Stanford que vieron casi desde el principio, observaron y analizaron el fenómeno, establece que estos fenómenos se producen en explosiones más energéticas que se dan en el cosmos, cuando una estrella muy masiva colapsa sobre sí misma y explota.
Estas explosiones lanzan chorros de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz y, como la presión, temperatura y densidad del chorro no son uniformes, provocan ondas de choque. A medida que el chorro sale, choca con el medio interestelar provocando más ondas de choque.
El problema es que un fenómeno tan extremo como el GRB 130427A no encaja bien con los niveles de energía y procesos físicos predichos por la teoría.
Por eso los científicos están muy interesados es desvelar cómo se producen los destellos de rayos gamma, precisamente para afinar sus conocimientos teóricos, y no tienen más remedio que estar pendientes de los que se producen en el cielo ya que no pueden reproducirlos en laboratorio.
El estallido de abril potente y cercano, fue una oportunidad espléndida.
En cuanto un telescopio en órbita detecta en el cielo un destello de rayos gamma, se dispara la alerta para que los telescopios en todo el mundo, en tierra y en el espacio, puedan seguir la evolución del fenómeno.
El estallido puede durar menos de un minuto pero el resplandor subsiguiente dura más tiempo, entre unos pocos días y varias semanas. “En el caso de GRB 130427A, el destello fue tan potente que pudimos observar el resplandor remanente durante varios meses”, señala Daniele Malesani, del Instituto Niels Bohr (Universidad de Copenhague). “Analizando la luz del resplandor podemos estudiar su composición, lo que nos habla de las propiedades de la estrella original, lo que hemos descubierto es que era una estrella gigante con una masa que estaría entre 20 y 30 veces la del Sol, en rápida rotación y con un tamaño de sólo 3 ó 4 veces las solar, así que era extremadamente compacta. Estas estrellas de denominan Wolf-Rayet”, continúa este experto.
Además, estos astrónomos han sido capaces de localizar en el cielo, en observaciones previas, la estrella que explotó.