diciembre 18, 2011

Esperando al bosón de Higgs

Luis González de Alba
Se descubrió que...
Milenio

¿Por qué han entrado los científicos en un arrebato místico que deja a la Santa Teresa del Bernini en simple suspiro? Porque al parecer han encontrado el bosón de Higgs. ¿Por qué suenan los teléfonos sin cesar en la Universidad de California, en el Caltech, en la Universidad de Chicago, en el Fermilab y en el CERN europeo? Porque al parecer han encontrado el bosón de Higgs. ¿Por qué es arrebatado de los escritorios el más reciente número de Science para su lectura frenética? Porque al parecer han encontrado el bosón de Higgs. ¿Por qué el Comité Nóbel se ha citado de prisa y sus miembros viajan a Estocolmo desde varios puntos del planeta? Porque al parecer han encontrado el bosón de Higgs.

¿Qué haremos si no se confirma el bosón de Higgs?

Se deberá revisar a fondo la creación humana de mayor certeza: el Modelo Estándar de la física cuántica: la teoría que describe cómo interactúa cada partícula. El bosón de Higgs es la última pieza que le falta. Aunque notablemente exitoso, el Modelo Estándar es incompleto, dice la nota del Caltech. Un modelo es incompleto cuando no consigue explicar todas las observaciones. Por ejemplo, no logra incluir la gravitación: su más notoria pata coja.

En Science, Adrian Cho comienza su nota del viernes 16 de diciembre así: “Como todos los buenos rumores, susurros de que el largamente buscado bosón de Higgs ha sido avistado, resulta una verdad a medias. Esta semana, dos equipos de físicos que trabajan en el mayor aplastador de átomos del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés), aquí en el Laboratorio Europeo para Física de Partículas, CERN, reportaron sus últimos resultados en la búsqueda del Higgs, la partícula fundamental que resulta clave para los físicos en la explicación de cómo todas las partículas obtienen sus masas.

Ambos equipos reportan señales de que el Higgs fue visto y tiene una inesperada masa de unas 133 veces la del protón. Pero uno de los equipos ve rarezas adicionales, así que los resultados no convencen a todos.”

Comencemos por el principio: todas las partículas elementales se dividen en fermiones (en honor a Enrico Fermi) y bosones (en honor al físico indio Satyendra Nath Bose). Son fermiones las partículas que conforman el preciso y elegante átomo: electrones y quarks que forman neutrones y protones. El mejor ejemplo de bosón es el quántum de luz, el paquete mínimo de energía, el fotón. También son bosones los gluones (de glue, pegamento en inglés) que pegan los quarks en protones y neutrones y las fuerzas que pegan éstos en núcleos de átomos.

El bosón de Higgs nació de la desesperación, comentó Hans Christian von Baeyer en 1998. Para conservar la elegancia del Modelo Estándar, los físicos deben postular que todas las partículas viajan a la velocidad de la luz (lo cual es notoriamente falso) o por un medio universal y ubicuo llamado “campo de Higgs” en honor a quien los propuso, Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo. Esto suena, estará usted de acuerdo, al recién matado éter. El campo de Higgs actúa como un mar de melaza que permea todo el universo. Una arruga en ese mar es un bosón de Higgs (Von Baeyer: “Desperately Seeking SUSY”). SuSy es el acrónimo en inglés para Super Symmetry, teoría que propone que cada fermión tiene un supercompañero bosón más pesado… Olvidémoslo.

En 1993, Leon Lederman, con la colaboración de Dick Teresi, publicó The God Particle, La partícula Dios. ¿Por qué el nombre? El bosón de Higgs “es tan central al estado de la física hoy día, tan crucial para nuestra final comprensión de la estructura de la materia, y tan elusivo, que le di un apodo: la Partícula Dios. ¿Por qué? Por dos razones: una que nuestro editor no habría aceptado The Goddamn Particle, y otra por su conexión a un libro mucho más antiguo…” Y cita Génesis 11:1-9 (La torre de Babel: no tengo espacio para la cita).

En el Gran Colisionador de Hadrones, túnel con 27 km de circunferencia bajo la frontera franco-suiza, cerca de Ginebra, se aceleran dos haces de protones en sentidos opuestos que giran y giran empujados por enormes magnetos y cuando alcanzan casi la velocidad de la luz se les hace chocar.

“Las buenas noticias”, sigue Cho, “son que los dos grupos obtuvieron señales de casi la misma masa”. Los datos se recogieron en dos gargantuélicos detectores llamados ATLAS y CMS. El colisionador aplastó protones en los dos detectores para traer a la existencia nuevas partículas masivas. Hubo signos de que algunos Higgs entraron a la existencia por menos de una millonésima de millonésima de segundo y decayeron en otras partículas. Para encontrar el Higgs, los físicos deben revisar los restos de cada colisión de protones y reconstruir lo que ocurrió… y son millones de millones. Los restos serán diversos según la masa del Higgs, aún por afinar, pero dentro de un rango bien establecido.

No hay todavía humo blanco, pero se está cerca.

Maravillas y misterios de la física cuántica, Cal y Arena 2010.

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