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El bosón de Higgs lleva el nombre del físico británico Peter Higgs. Muchas partículas elementales son bosones, como el fotón, la partícula de luz postulada por Einstein. La teoría de Higgs es una piedra angular de la teoría que describe el Universo, conocida como Modelo Estándar (SM). En MS, el bosón de Higgs (abreviado Higgs) explica por qué las partículas fundamentales tienen masa. En el verano de 1964, Peter Higgs y otros físicos postularon que existía un campo que llenaba todo el espacio. Cada partícula adquiere su propia masa al interactuar con este “campo de Higgs”. Los que interactúan fuertemente con este campo tienen mayor masa que los que interactúan débilmente, del mismo modo que un coche de carreras aerodinámico penetra el aire con mayor facilidad que un autobús. Una partícula virtual, el bosón de Higgs, está asociada a este mecanismo. Pero todo esto sigue siendo condicional, porque por el momento, el bosón de Higgs sólo existe en el papel.
“_Veo el bosón de Higgs como una puerta de salida del Modelo Estándar al mundo exterior. Si existe o no. John Ellis, físico del CERN
El bosón de Higgs está rodeado. ¿Y si él no existiera? Sin la partícula rastreada durante 46 años, los físicos tendrán que abrir nuevas dimensiones.
Construye la máquina más poderosa y compleja del mundo para rastrear una partícula diminuta. ¡Y sueña que esto último no existe! Esto es exactamente lo que pasa por la cabeza de muchos físicos este verano. ¿Para qué? “Esta es la posibilidad más interesante, porque pone en duda la construcción teórica construida durante casi cincuenta años. Nos obligaría a revisar nuestro modelo”, resume John Ellis, físico de partículas del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear.
Con los primeros resultados proporcionados por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), la fiebre está aumentando. Esta semana, la élite de la física de altas energías se reúne en Bombay, donde el CERN aprovecha la oportunidad para presentar sus últimos hallazgos que muestran que la búsqueda de la diminuta partícula, el bosón de Higgs (ver recuadro al lado), se reduce a un campo cada vez más pequeño. .
En otras palabras, la partícula, si existe, tiene cada vez menos escondites donde esconderse. Para rastrear el bosón de Higgs, los físicos buscan su masa, cuyo estándar es el de un protón. En concreto, en dos detectores de partículas, ATLAS y CMS, analizan el resultado de las colisiones de dos haces de protones que circulan a la velocidad de la luz en el LHC. “Todo indica ahora que, si el bosón de Higgs existe, su masa se sitúa entre 114 y 130 GeV”, resume John Ellis. Un alcance considerablemente reducido gracias al LHC, que permitió excluir formalmente una masa entre 145 y 466 GeV (un GeV corresponde más o menos a la masa de un protón).
“Esto ni reduce ni aumenta la probabilidad de su existencia”, precisa el físico. Pero da una mejor indicación de la región donde mirar. » Este intervalo, sin embargo, corresponde a una masa relativamente pequeña y, por lo tanto, más difícil de detectar.
Pero “si el bosón de Higgs existe, los experimentos del LHC pronto tendrán que encontrarlo. De lo contrario, su ausencia abrirá el camino a una nueva física”, aseguró en Bombay Sergio Bertolucci, director de investigación del CERN. “El modelo estándar, la teoría que tenemos hoy, no lo explica todo”, explica John Ellis. Por ejemplo, no dice nada sobre la materia oculta del universo que, de hecho, constituye el 80% de su masa. En cualquier caso, necesitamos una teoría más completa que el Modelo Estándar. Veo el bosón de Higgs como una puerta de salida del Modelo Estándar al mundo exterior. Si existe o no.”
Durante veinte años, el físico británico Stephen Hawking ha estado afirmando que algo anda mal con el bosón de Higgs. Hace tres años, provocando la consternación de parte de la comunidad científica, incluso apostó 100 dólares en contra de su existencia.
Si el padre de la teoría de los mini agujeros negros tiene razón, se abren dos caminos teóricos para los físicos de partículas. «La primera es que el Higgs no es una partícula elemental, como un quark, sino un objeto compuesto», explica John Ellis. Como resultado, esto explica por qué no se comporta como se espera en el Modelo Estándar._”
La segunda teoría es más interesante. Consiste en abandonar por completo la idea de la existencia de un bosón de Higgs. “Esto significaría que algo más está interactuando con las partículas para darles masa. Algo que modifica las condiciones en los límites del espacio que conocemos, añadiendo una cuarta o una quinta dimensión, hace avanzar el Cernois. Aún no hemos detectado nuevas dimensiones, pero son las que podrían dar una explicación de por qué algunas partículas tienen masa y otras no, y el LHC en principio nos da los medios para comprobar esta posibilidad. »
Ha sido un largo camino, pero pronto deberíamos resolver esta cuestión candente. De hecho, el CERN pretende al menos duplicar el volumen de datos proporcionados a los experimentos hasta el momento para finales de año. Y “si el LHC sigue funcionando tan bien como ahora, a finales de 2012 habremos multiplicado por 10 el número de eventos obtenidos hasta ahora”, explica John Ellis. Entonces será imposible que el Higgs se oculte.
Exista o no, el descubrimiento será importante y bien merecedor de un Premio Nobel.
Anne-Muriel Brouet
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