Hace menos de una semana el CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) dio en una conferencia de prensa una de las noticias más importantes para la física de particulas (y la física en general incluida) de los últimos años; después de que haber eludido a los físicos por más de 40 años, finalmente se comprobó la existencia de El Bosón de Higgs. También llamado «La Partícula de Dios», el Bosón de Higgs viene a poner luz en una gama de conceptos que no se tenían claros y que nos ayudaran a comprender mejor el como funciona nuestro universo, tanto en escala microscópica, como en escala macroscópica.
Pero, ¿qué diablos es el Bosón de Higgs? ¿Por qué lo llaman «La Partícula de Dios»? ¿Y de qué sirve su descubrimiento? Bueno, pues aquí en Fukiu intentare responder todo eso de una manera simple.
Comencemos por lo más simple: el nombre.
Peter Higgs es un físico de partículas quien en 1964 junto con otras cinco personas, calculó la existencia de una partícula elemental en el Modelo Estándar de la física de partículas, partícula resultante de un campo que le brinda masa a las demás partículas elementales. De comprobarse la existencia de la partícula, se determinaría que el campo existe (se llama Campo de Higgs por si alguien lo dudaba), por lo que encontrar esa partícula era algo importante por hacer, y uno de los motivos por los que el LHC (Large Hadron Collider) fue creado.
Como ya dije, los científicos llevaban más de 40 años buscando dicha partícula, que si bien, existe en ecuaciones, eso no quiere decir que realmente deba existir (se podría explicar el resultado de esas ecuaciones con otros modelos); uno de los científicos que la estudiaban se llama Leon Lederman, quien escribió un libro llamado «The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?» (La Partícula de Dios: Si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?), en el que precisamente hablaba del Bosón de Higgs, y de ahí fue bautizado con ese nombre. Cabe aclarar que la mayoría de la comunidad científica detesta ese nombre, y que el nombre de God Particle, se debe más bien a causa del editor del libro de Lederman; Lederman escribió en realidad «The Goddamn Particle» (La Maldita Partícula), reflejando lo difícil y frustrante que era trabajar con ella, pero el editor no pudiendo permitir esa clase de lenguaje en el libro, rebautizo la partícula al nombre que escuchamos actualmente.
Ahora sí: ¿qué diablos es el Bosón de Higgs y de qué sirve su descubrimiento?
En la Teoría Cuántica de Campos, las entidades fundamentales del universo son los campos (como el Campo Electromagnético), y no las partículas. Estás ultimas son representadas como oscilaciones o cambios dentro de los campos. Por ejemplo las perturbaciones dentro del campo Electromagnético son llamadas «Fotones», mientras que las perturbaciones en el Campo de Higgs, es precisamente el Bosón de Higgs.
El Modelo Estándar de la Física, es un modelo que explica la mayoría del universo a nuestro alrededor, cuando ese modelo estaba siendo desarrollado se descubrio que aunque explicaba gran parte de lo que proponía, para que funcionara muchas de las partículas involucradas no debían de tener masa, cosa que claramente no podía ser, pues aunque muy pequeña algunas la tienen, así que tenía que encontrarse un mecanismo que incorporara la masa a estas partículas, que fue lo que finalmente expondría Higgs.
En este mecanismo llamado «El Mecanismo de Higgs», las partículas ganan masa al interactuar con el Campo de Higgs que existe en el espacio (por espacio me refiero a todo lo que nos rodea, no al espacio exterior), ya que en el Modelo Estándar a temperaturas altas tales que no se rompa la simetría electro-débil todas las partículas no tienen masa, cuando se alcanza una temperatura crítica el Campo de Higgs se vuelve taquionico se rompe la simetría, y los bosones W y Z adquieren masa, al igual que algunos fermiones. Este acercamiento permitió el explicar algunos fenómenos, sin cambiar radicalmente aquello que ya se había probado correcto anteriormente, y todo con la aparición de ese campo que les da masa a las partículas.
Es así como algunos consideran al Campo de Higgs como la energía en el vacio de la que todo surgió, y que dentro de las sucesivas rupturas de simetría, cambios de temperatura y densidades, fue lo que probablemente genero al universo al alterar a las fuerzas electro-debiles y fuertes, pues se cree que estas estaban unidas en una sola. El campo sirve para darle simetría a las ecuaciones existentes en la actualidad, pues el vació es el que generalmente se lleva la culpa de muchas de las complicaciones que surgen al tratar con partículas.
Para que se cumpliera todo lo anterior, cuando las partículas interactuarán con el Campo, este debía de generar como «residuo» un bosón, pero al mismo tiempo se descubrió que de existir dicho bosón, sería muy difícil de detectar pues sólo existiría por una fracción de segundo antes de degradarse y desaparecer. Además la energía requerida para generar dicha partícula es tal, que solamente un acelerador masivo de partículas (como el LHC) podría ser capaz de crearlo y obtener rastros de su degradación, a esto debemos de sumar las miles de millones de partículas que se tienen que descartar antes de obtener una que funcione como el Bosón de Higgs, y de ahí corroborar que no haya sido todo tan sólo un error.
Es por eso que el descubrimiento de esta partícula es tan interesante e importante dentro de la Física, y que sin duda hará acreedor a quienes la generaron a un Premio Nobel en los próximos años. Hay muchísima más información referente a esta partícula y su interacción con las fuerzas de nuestro universo, sin embargo se pone un poco más complicado, mas si no les importa eso, los invito a investigar por su cuenta un poco más al respecto.
Fukiu 