El CERN anuncia el hallazgo de la partícula más buscada de las últimas décadas, que abre las puertas del mundo subatómico
Por
fin. Medio siglo después de haberse conjeturado su existencia, se ha
descubierto la partícula de Higgs. Y es realmente importante: desde hoy
se conoce un poco mejor cómo funciona el universo. Ha hecho falta
construir el más potente acelerador de partículas, el LHC, dos colosales
detectores y el trabajo y entusiasmo de miles de físicos e ingenieros
de todo el mundo volcados en la investigación. El Higgs, dicho de modo
muy sencillo, ayuda a explicar por qué existe la masa de las partículas
elementales. Si el electrón, por ejemplo, no tuviera masa no se
formarían los átomos y sin átomos no existirían ni estrellas, ni
planetas ni personas.
En medio de una expectación mundial y en un
auditorio abarrotado de gente emocionada en el Laboratorio Europeo de
Física de Partículas (CERN), junto a Ginebra, los científicos que
trabajan con el gran acelerador de partículas LHC anunciaron este martes
el descubrimiento. “Hemos alcanzado un hito en nuestra comprensión de
la naturaleza”, afirmó el director del CERN, Rolf Heuer.
El
mismísimo Peter Higgs, veterano físico teórico de 83 años, que en los
años sesenta, basándose en trabajos previos, propuso esta teoría para
explicar el origen de la masa y en cuyo honor se llama la partícula,
estaba en el auditorio del CERN y fue cariñosamente vitoreado. “Estoy
extraordinariamente impresionado por lo que ustedes han logrado. Mis
felicitaciones a todos los implicados en este increíble logro, y es una
felicidad haberlo vivido”, dijo. Citó a los colegas que colaboraron en
aquella teoría de hace casi 50 años y cedió todo protagonismo a los
físicos del LHC que han hecho ahora el descubrimiento.
A las nueve
de la mañana tomó la palabra Joe Incandela, portavoz de uno de los dos
grandes detectores de partículas del LHC, el CMS, y durante 45 minutos
fue exponiendo los resultados para concluir con el anuncio de que habían
encontrado una partícula de tipo bosón de masa 125,3
gigaelectronvoltios (GeV). No dijo Higgs, pero el aplauso cerrado en el
auditorio dejó muy claro lo que todo el mundo parecía pensar: debe ser
el Higgs.
Tras el muy nervioso Incandela, llegó el turno de su
colega Fabiola Gianotti, la portavoz del otro gran experimento, el
Atlas. También fue explicando los pormenores técnicos de la
investigación hasta que al final dijo que su equipo tenía la firma de
esa nueva partícula con 126,5 GeV de masa (perfectamente consistente con
la medida del CMS, como aclaró más tarde).
¿Están seguros? La
certeza obtenida, según explicaron, es de 5 sigma (en el caso de Atlas) y
4,9 (en CMS), lo que implica una probabilidad de error tan baja, menor
que 0,3 en un millón, que los físicos consideran efectivamente
descubrimiento. Pero como científicos, Heuer, Incandela y Gianotti
precisaron una y otra vez que los que los datos de los experimentos
muestran es la existencia de una nueva partícula, un bosón, con esa
masa. Ahora tienen que volcarse en la investigación de sus
características para estar seguros de que se trata del bosón de Higgs
predicho en el Modelo Estándar, la partícula que lo completa, la que
faltaba en el puzle.
El Modelo Estándar describe, con tremenda
precisión, las partículas elementales y las fuerzas de interacción entre
ellas. Pero tiene, o tenía, una ausencia importantísima al no poder
explicar por qué tienen masa las partículas que la tienen. La respuesta
la propusieron hace medio siglo el británico Peter Higgs y otros
especialistas, con un mecanismo que explicaría ese origen de la masa de
algunas partículas y que se manifestaría precisamente en una partícula
nueva, el llamado bosón de Higgs, que por fin asoma en los detectores
del LHC.
“Sin masa, el universo sería un lugar muy diferente”,
explican los científicos del CERN. “Por ejemplo, si el electrón no
tuviera masa, no habría química, ni biología ni personas. Además, el Sol
brilla gracias a una delicada interacción entre las fuerzas
fundamentales de la naturaleza que no funcionaría si algunas de esas
partículas no tuvieran masa”.
El Higgs del Modelo Estándar no es
el final, no es la meta, sino el punto de partida de la investigación
del universo más allá de la física conocida, recalcó Gianotti. Sandro
Bertolucci, director científico del CERN, apuntó la importancia de “los
desconocidos no conocidos”, es decir, de las nuevas partículas y
fenómenos que pueden ir surgiendo en los datos del LHC. No hay que
olvidar que la materia corriente, la que forma personas, piedras,
astros… y que se rige por el Modelo Estándar, supone solo el 4% del
universo. El resto es energía oscura y materia oscura, y de esta última
los físicos del CERN esperan encontrar indicios en el futuro.
De
momento hay que asegurar que esa partícula de unos 126 GeV es el ansiado
bosón de Higgs. Los físicos conocen sus características teóricas,
excepto la masa, y ahora se trata de ir comprobando si se ajusta a ellas
el bosón descubierto. Heuer dijo que es como descubrir la cara de un
amigo en una muchedumbre: “Para estar seguro de que se trata de él y no
de su gemelo hay que acercarse y comprobar los detalles”.
El mecanismo de Higgs es algo tremendamente técnico, pero a lo largo de los
años se han propuesto numerosos paralelismos para aclararlo. Una de las
ideas más eficaces es la propuesta por el físico del CERN Gian
Francesco Giudice en su libro A Zeptospace Universe: las partículas
adquieren masa al interaccionar con el llamado campo de Higgs. Piense en
agua en la que nadan delfines y se bañan hipopótamos, dice Giudice;
para las partículas que no tienen masa, como el fotón, el agua es
totalmente transparente, como si no existiera, mientras que las que
tienen masa, pero poca, se deslizan fácilmente sin apenas interactuar
con el líquido, como los delfines. Las partículas masivas, como si
fueran hipopótamos, se mueven con dificultad en el agua. El campo de
Higgs, el agua en el símil, se expresa en determinadas condiciones como
una nueva partícula, como una ola en el agua, que es la que
probablemente han encontrado ahora los físicos del LHC.
Para
lograrlo, los científicos han tenido que analizar billones de colisiones
de protones contra protones en el LHC, porque en esos choques a
altísima energía, muy de vez en cuando, puede crearse un bosón de Higgs.
Como es muy raro que se produzca, necesitan cantidades ingentes de
choques para obtener la señal suficientemente clara de que está ahí, de
que no es un ruido del experimento ni producto de los artefactos
estadísticos del experimento. En realidad, los físicos no ven el Higgs,
porque se desintegra inmediatamente, sino los productos de esas
desintegraciones, que son como su firma. Luego reconstruyen los restos y
ven si el Higgs ha existido en algún instante.
La presentación
del descubrimiento, tras varios días de especulaciones y rumores, no
podía ser más esperada. Mucha gente hizo cola durante la noche a las
puertas del CERN para asegurarse la entrada en el auditorio y presenciar
en directo el momento histórico, que se transmitió por Internet a todo
el mundo.
La de este martes fue una ocasión de enorme satisfacción
para los miles de científicos (más de 3.000 en CMS y otros tantos en
Atlas) que han trabajado durísimo, aportando talento y entusiasmo,
repitieron una y otra vez Incandela y Gianotti, sin olvidar “las
fabulosas prestaciones del LHC” y del sistema de computación
distribuida, el Grid, que ha permitido analizar los datos de billones de
colisiones de partículas.
