Investigadores hicieron chocar dos chorros de partículas subatómicas
René Anaya
Dos grupos de investigadores recrearon las condiciones que existían un poco antes de la formación del Universo, ocurrida hace 13 mil 700 millones de años, en un apasionante viaje al principio de la creación, en la que finalmente parece haberse encontrado la partícula madre de todas las partículas: el bosón de Higgs.
En el Laboratorio del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), situado entre Francia y Suiza, de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (conocida como CERN), los científicos de dos proyectos de investigación, el ATLAS (Aparato Toroidal del LHC, por sus siglas en inglés) y el Solenoide Compacto de Muones (CMS, por sus siglas en inglés), realizaron trabajos que permitieron anunciar su descubrimiento, el pasado 4 de julio.
Una partícula muy particular
En agosto de 2008 se inyectaron en el LHC los primeros haces de partículas subatómicas, con la finalidad de descubrir la partícula que teóricamente originó la masa de toda la materia visible del Universo, después de 44 años de haberse postulado su existencia.
En 1964, el físico británico Peter Higgs propuso una teoría para explicar por qué las partículas elementales que forman la materia tienen masas tan diferentes. Se parte del hecho de que la materia está formada por átomos, los cuales a su vez se componen de un núcleo que tiene protones y neutrones y a su alrededor giran los electrones.
Los electrones no se pueden dividir, a diferencia de los protones y neutrones, que están formados por partículas más pequeñas: los quarks, que son de seis tipos, llamados de manera peculiar: arriba, abajo, encanto, extraño, cima y fondo. El problema empezó cuando se hicieron mediciones y se encontró que, por ejemplo, un quark cima pesa 350 mil veces más que un electrón, lo cual no se ha podido explicar.
En la búsqueda de una solución teórica al problema, Peter Higgs, junto con Phil Anderson, Robert Brout, François Englert, Gerry Guralnik, Dick Hagen, Tom Kibble y Gerard ‘tHooft, planteó que el espacio está inmerso en un campo que no podemos ver pero que interactúa con todas las partículas fundamentales. En esas condiciones, el electrón tiene poca interacción con el campo y por eso tiene una masa pequeña, en tanto que el quark cima tiene una mayor interacción con el campo, lo que le da una masa mayor. Ese campo es el llamado de Higgs y el bosón de Higgs es la unidad básica del campo.
En otras palabras, según un ejemplo ya clásico en la física de partículas, se asemeja al electrón con una sardina y a una ballena con el quark; el agua es el campo de Higgs. Entonces, se plantea que la sardina (electrón) se desplaza más rápido porque tiene menos masa y agua (campo de Higgs) alrededor; mientras que la ballena (quark) se desplaza más lentamente porque tiene una mayor masa y más agua (campo de Higgs) a su alrededor. Esta explicación permite concluir que la masa de todas las partículas se originó por un campo que llena todo el Universo.
Un hallazgo revelador
Pero de la teoría a su comprobación ha sido necesario contar con nuevas tecnologías desarrolladas en los últimos años, pues prácticamente se debieron crear las condiciones que se produjeron durante la Gran Explosión (Big Bang), ya que el bosón de Higgs fue el responsable de la expansión del Universo, pues le dio masa a la materia. Como el bosón de Higgs se desintegra rápidamente, solamente se pueden medir los “residuos” que deja al desintegrarse.
Eso fue lo que hicieron los investigadores de los proyectos ATLAS y CMS, quienes han hecho chocar o colisionar dos chorros de partículas subatómicas (protones) a una velocidad cercana a la luz. Después de millones de colisiones, con su respectivo análisis, los científicos del proyecto CMS anunciaron en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías 2012 (ICHEP2012, por sus siglas en inglés), que habían encontrado una partícula de tipo bosón, de masa 125.3 gigaelectronvoltios (GeV); en tanto que los investigadores del proyecto ATLAS informaron que habían encontrado una partícula con 126.5 GeV de masa. Ambas mediciones son consistentes con la posibilidad de que se trate del bosón de Higgs, la maldita partícula creada teóricamente por Higgs.
Por supuesto que se requieren nuevos experimentos y análisis para asegurar que se ha encontrado el bosón de Higgs, pero la probabilidad de error es muy baja, de menos de 0.3 en un millón, según estimaciones de los científicos. Lo que sí es posible ahora, aprovechando la momentánea popularidad del bosón de Higgs, es señalar que erróneamente se le ha llamado la partícula de Dios.
La equivocación surgió, irónicamente, de un libro que explica en términos sencillos la teoría sobre el bosón de Higgs, escrito por Leo Lederman y Dick Teresi. Su título original era The Goddam Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question? (La maldita particular. Si el Universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?), pero al editor le pareció muy controvertido el término y lo cambió por The God Particle… (La partícula de Dios…). Así se le comenzó a llamar en círculos ajenos a la ciencia, aunque los físicos siempre han renegado de ese término, ajeno a los principios científicos.
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