Premio Nobel de Física 2013: el bosón de Higgs

Y el premio Nobel de Física 2013 es para… el británico Peter W. Higgs (a la izquierda de la foto) y el belga François Englert (situado a la derecha de la foto) por “el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a la comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que recientemente se confirmó a través del descubrimiento de la partícula fundamental predicha en los experimentos ATLAS y CMS en el Centro Europeo de Física de Partículas (CERN).”

No ha sido una sorpresa porque  eran los favoritos para ganar el premio Nobel de Física de este año. Ambos publicaron sus estudios independientemente en 1964 en Physical Review Letters donde hablaron de la hipotética partícula bosón de Higgs que, finalmente, se descubrió en 2012. En realidad, hubo un tercer científico que también predijo esta partícula, pero desgraciadamente murió en 2011. Como la institución no concede el galardón a título póstumo, no se le ha otorgado el premio.

¿Qué es el bosón de Higgs?

Es una minúscula parte de lo que se ha denominado Campo de Higgs. Este campo, cuya existencia predijo en el año 1964 el físico teórico Peter Higgs se extendería a lo largo y ancho de todo el universo y es el que dotaría de masa a las partículas que interactúan con él. Cuanto mayor fuera la interacción de un cuerpo con el Campo de Higgs, mayor sería su masa, y lo mismo ocurriría a la inversa.

Una analogía podría ser la siguiente: si nos encontráramos en una fiesta abarrotada de gente y de pronto entrara un famoso, una gran multitud se abalanzaría sobre él, dificultando su movimiento. Por otra parte, si hiciera acto de presencia alguien que no cayera bien a nadie, la gente se apartaría a su paso y apenas interactuaría con él. En este caso el famoso sería una partícula que se relaciona mucho con el Campo de Higgs (el conjunto de invitados en este caso), y por tanto con mucha masa, mientras que el odiado invitado se trataría de una partícula con una masa muy pequeña, debido a una muy baja interacción con dicho campo. Y los bosones de Higgs que tanto se buscan serían todos y cada uno de los invitados a la fiesta.

Su detección es complicada porque es que duran muy poco. Su vida media es de un yoctosegundo, que viene el tiempo que tendríamos si cogiéramos una billonésima de segundo, la dividiésemos en un billón de partes y cogiéramos una de esas fracciones. Por eso mismo, lo que se hace en el LHC no es buscar el bosón directamente, sino estudiar los rastros que deja: cuando “muere”, lo que realmente hace es descomponerse en otras partículas, que son las que se encargan de buscar en el LHC. Las más estudiadas son su descomposición en una pareja de quarks top, en una pareja de fotones o en bosones W o Z.

¿Por qué es importante el bosón de Higgs?

Gracias al descubrimiento del esquivo bosón de Higgs se ha conseguido entender por qué la materia posee masa, una propiedad tan esencial sin la cual nuestro planeta no se hubiera podido formar, o el Sol, o la propia vida, etc. En definitiva, sin la masa, el universo tal y como lo conocemos no hubiera existido, de ahí que se le suela nombrar como la “partícula divina”. Es por eso la gran importancia que supone haber encontrado esta partícula que explica el origen de la masa.

Además, el bosón de Higgs era la pieza que faltaba por descubrir para completar el puzzle del modelo estándar de la física de partículas, que es el modelo reinante de lo más pequeño del universo; es decir, nos explica cómo funcionan todas aquellas partículas que constituyen el universo a escala increíblemente pequeña. Hasta ahora, este modelo ha conseguido predecir con tremenda precisión el comportamiento de las partículas más diminutas de la materia, algo que resulta sorprendente si tenemos en cuenta la realidad tan caótica que se esconde a escala muy pequeña.

Asimismo, este descubrimiento abre nuevas puertas a otras áreas de la física, incluyendo el nacimiento del universo, la compresión de la materia oscura y la gravedad a esta escala tan pequeña. Esta última aplicación es bastante importante ya que podría ser el nexo de unión para que las dos teorías que describen la realidad que nos rodea con gran precisión se reconcilien de una vez por todas: una de ellas describe la realidad de lo más pequeño, el modelo estándar como ya he comentado, y la otra explica la realidad a una escala mucho más grande, la teoría de la relatividad de Einstein. Sin embargo, estas dos teorías a día de hoy no se llevan muy bien.

Conceptos erróneos sobre el bosón de Higgs

Si bien sí es cierto que el bosón de Higgs tiene algo que ver con la forma en que algunas partículas adquieren su masa, no es porque se la dé el bosón en si, sino porque lo hace el campo que lo forma: el campo de Higgs.

Al contrario de lo que muchas veces se nos da a entender, no todas las partículas de las que el universo está formado reciben su masa del campo de Higgs; este únicamente genera la de los quarks, que viene a ser la de un uno por ciento del Universo observable conocido. Lo que hace tan importante al campo de Higgs es que los quarks son, ni más ni menos, las partículas que forman los protones y los neutrones. Estos, a su vez, forman los núcleos de los átomos, que forman absolutamente toda la materia que vemos en el universo: plantas, animales, personas, objetos, planetas, estrellas, galaxias… Pero la cosa no termina ahí: es importante remarcar que el campo de Higgs da masa a aproximadamente un uno por ciento de la materia visible del universo. Los científicos creen que la materia oscura podría recibir absolutamente toda su masa del campo de Higgs, o lo que es lo mismo, que esta interactúa mucho con el campo.

Otro error muy extendido es que es el bosón el que genera el campo, sino viceversa. El bosón es el que es, ni más ni menos, una consecuencia del campo de Higgs.

Cuando algunos físicos o escritores tratan de explicar lo que es el campo de Higgs, lo describen como un medio pegajoso por el que se mueven las partículas, y que la masa que les confiere no es más que la resistencia que ofrecen a dicho medio; algo similar al éter, excepto por el hecho de que no es ningún tipo de sustancia pringosa o que se pegue. No se trata de un medio, sino de un tipo de energía que impregna todo el espacio.


Fuente: medciencia