El Bosón de Higgs: Descubrimiento del año.

Peter Higgs en el LHC del CERN, Ginebra.

La revista Science acaba de publicar, como viene siendo habitual, un listado con los 10 avances del año, y este 2012 que estamos a punto de terminar el primer puesto lo ocupa el descubrimiento del Bosón de Higgs, lo que le vale el reconocimiento de "Descubrimiento del año 2012".

Ahora bien, ¿qué es el más que famoso ya Bosón de Higgs? Mi propósito es tratar de dar una explicación sencilla y muy básica para aquellos que aún no han conseguido hacerse una idea de lo que se trata. Y para los que ya lo saben, pues nunca está de más leer o recordar algo de esta esquiva partícula que parece que puede haber sido por fín acorralada por la ciencia.

Vamos allá... Actualmente la teoría más convincente y precisa acerca de los constituyentes básicos de la materia, es decir los ladrillos que forman todo el Universo se llama Modelo Estándar de Física de Partículas. Esta teoría proporciona explicaciones de una precisión sin precedentes acerca de las partículas subatómicas que forman la materia (electrones, quarks...) así como de las fuerzas portadoras (fotones, por ejemplo). Cabe resaltar que pese a ser una teoría que funciona tan bien se sabe que es incompleta puesto que no proporciona una explicación para la gravedad y además choca, es decir, es incompatible con la Teoría de la Relatividad General de Einstein que explica la gravedad.
Pero prescindiendo de este detalle, nada insignificante, pero que no nos interesa para nuestra explicación sumerjámonos en el Bosón de Higgs.

Podemos decir que el Bosón de Higgs nace de la intención de tratar de explicar de qué manera las partículas adquieren masa. De forma experimental se ha comprobado como unas partículas tienen más masa que otras y algunas carecen de ella, el fotón es una partícula sin masa por ejemplo.
Para explicar esto en los años sesenta Peter Higgs predijo la existencia de un campo, similar a otros como el campo electromagnético, que impregnaría todo el universo y sería responsable de otorgar masa a las partículas.

Este campo lo bañaría absolutamente todo, implicando que el vacío no existiría ya que estaría lleno del campo de Higgs. Al tratarse de un campo necesita de una partícula responsable de transmitir su fuerza, su interacción, al igual que el campo electromagnético precisa de una partícula portadora, los fotones.
Como se trata de una partícula portadora de fuerza tiene que ser un bosón, y el nombre de Bosón de Higgs es en homenaje a la persona que lo predijo, Peter Higgs.

Pero, ¿Cómo proporciona la masa a las partículas este Bosón? Lo que el modelo estándar nos dice es que todas las partículas carecen de masa propia y la adquieren al "rozarse" con este campo de Higgs que lo impregna todo. Algunas partículas "rozarían" mucho con este campo adquiriendo mucha masa (en comparación con otras), otras lograrían pasar con menor "rozamiento", teniendo de esta manera menor masa y finalmente otras conseguirían moverse sin rozar lo más mínimo con este campo con lo que no adquirirían nada de masa, serían partículas sin masa.

De esta manera el campo de Higgs y su Bosón explica la adquisición de masa por las partículas elementales, pero esto fue sólo una predicción de Peter Higgs hace más de 40 años.... hasta que el 4 de julio de este año como todos sabéis el gran colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginegra logró con una gran precisión detectar tan escurridiza partícula.

Portada de la revista Science.

¿Por qué ha habido que esperar tanto y por qué decimos que es casi seguro que se ha detectado?
Para conseguir que "salgan a la luz" los Bosones de Higgs se necesitan unas energías altísimas y para conseguirlas lo que los científicos hacen básicamente es acelerar partículas (protones básicamente) hasta que llegan a velocidades cercanas a la de la luz, luego las hacen chocar frontalmente entre sí y observan lo que sucede. El Bosón de Higgs es una partícula que se desintegra rápidamente, es decir una vez producida desaparece inmediatamente. Por lo tanto lo que los científicos hacen es acelerar los haces de partículas (protones) en el interior del acelerador de partículas (LHC) en sentidos contrarios y hacerlos colisionar en un punto preciso dónde una serie de sensores recogen datos de la colisión que luego son analizados. Realmente lo que se analizan son partículas que se han producido debido a la supuesta desintegración del Bosón de Higgs y se comprueba a ver si son las que cabría esperar suponiendo que se hubiera obtenido algún Bosón de Higgs.

Lo que se anunció el 4 de julio fue que se habían obtenido unos resultados, fruto de los datos de las millones de colisiones, que cuadraban con lo que cabría esperar de la desintegración de un Bosón de Higgs, pero también podría ser debido a otras posiblidades, como el azar, aunque el nivel de precisión otorgado fue de 5 sigmas lo que significa que estamos hablando de un nivel de confianza del 99.99994%.

Bueno... pues espero haber contribuido de alguna manera a acercaros a esta partícula que explica tanto sobre lo que estamos constituidos, somos una maraña de partículas subatómicas, y sobre el maravilloso medio en el que nos movemos... el Universo.

Y llegados a estas alturas del calendario sólo me queda desearos un feliz solsticio de invierno y despedirme de vosotros hasta el año que viene deseando que hayáis disfrutado de todas las entradas publicadas.

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