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¿Qué es y qué provoca el campo de partículas conocidas como bosones de Higgs? ¿Por qué el trabajo de Peter Higgs y François Englert cambió la física para siempre? Apodadas "esas condenadas partículas", ¿por qué fue tan difícil corroborar su existencia?

Hay pocas personas que no hayan oído mencionar o incluso empleado, con ínfulas de sabelotodo y en una conversación trivial, las palabras: partícula de Dios y bosón de Higgs .

Se trata de algo efectivamente presente en cada rincón de la vida y que posibilita algo tan simple como conversar a los gritos o elocuentemente sobre ciencia en un café. Su importancia para la física suena, solo suena muy concisa: como deducción teórica explica y como partícula elemental es clave en el proceso que da origen a la masa en el universo .

En los años sesenta, el británico Peter Higgs y la belga François Englert establecieron las características hipotéticas de un mecanismo por el cual las cosas son como son y no de otra forma. ¿Sueñas un poco? Hasta entonces, el denominado modelo estándar de la física de partículas echaba en falta una pieza del rompecabezas invisible detrás de cada forma de vida, de cada planeta y de cada estrella. En 2013, tras ser confirmado su trabajo vía experimentación, se les concedería conjuntamente el Premio Nobel de física.

Nombrado con el apellido del primero, la idea del “campo de Higgs” es la de una especie de “continuo” extendida por el espacio y formada por un número incontable de “bosones”, también con el mismo apellido, que dan masa al resto. de partículas elementales, del mismo modo que, en su caso, los “fotones” componen el campo electromagnético:

El modelo que ideé en 1964 es simplemente la invención de un tipo de medio bastante extraño que parece igual en todas las direcciones y produce un tipo de refracción un poco más complicado que la de la luz en el vidrio o el agua.

Las partículas subatómicas se dividen en “fermiones” y “bosones”. Los primeros componen la materia, es decir, al átomo. Hablamos de electrones, protones y neutrones. Y los segundos portarán interacciones. Por ejemplo, fotones, gluones y los bosones W y Z son responsables de las fuerzas electromagnéticas, nucleares fuertes y nucleares débiles. Higgs y Englert propusieron que la fricción con aquel campo hipotético causaría la masa de las partículas. En conclusión, aquellos que sufren una fricción mayor adquieren una mayor cantidad de masa .

Por dar, de cierta manera, una forma que tienen a todas las cosas, el bosón de Higgs fue denominado la partícula de Dios, apodo que hace imaginar al público que se ha hallado la facultad de la omnipotencia. Un título muy seductor utilizado por primera vez por el también Premio Nobel de Física Leon Lederman, en su libro de 1993 La partícula de Dios: si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta? No obstante, según el propio Higgs, este sobrenombre solo ha provocado enfado o confusión en los creyentes de corazón en el Dios monoteísta.

Décadas más tarde, el de julio del año 2012, por fin, se corroborara su existencia. Una hazaña posible gracias al Gran Colisionador de Hadrones o “LHC”, financiado por veintiún Estados europeos e Israel, ya una dinámica de “competencia colaborativa” entre los investigadores del Centro Europeo de Física de Partículas , ubicado en la comuna de Meyrin, Suiza. Aquella larga espera explica por qué el primer apodo del bosón de Higgs fue “the goddamn particle”, esa maldita partícula que tiene perfecto sentido, pero que no podemos encontrar.

La importancia de este descubrimiento para el modelo estándar de la física no es otra que la posibilidad de describir casi perfectamente a las partículas elementales y sus interacciones. Entender la masa permite entender todo lo demás. Sin esto no habría átomos, con lo cual no existiría ni química ni biología ni una conversación de café sobre ciencia o teología.

El problema para detectar el bosón de Higgs fue por mucho tiempo que es imposible de manera directa, ya que, una vez que este se produce, se desintegra casi instantáneamente, lo que da lugar a otras de las partículas elementales que, afortunadamente, pueden servir. como una huella de la partícula de Dios, verificable gracias al gran colisionador de Meyrin.

¿Cómo se hizo este hallazgo? En el interior del anillo del acelerador colisionan protones a una velocidad cercana a la de la luz. Esto se produce en puntos estratégicos donde están situados grandes detectores. La energía del movimiento se libera y queda disponible para que se generen otras partículas. Cuanto mayor sea la energía de las chocan, más masa tendrán las resultantes, esto en conformidad con la famosa ecuación de Einstein: E=mc².

Corroborar la existencia del bosón de Higgs ha trazado el camino de las futuras investigaciones sobre fenómenos físicos, por ejemplo, la naturaleza de la materia oscura que compone un veintitrés por ciento del universo y cuyas propiedades siguen siendo bien desconocidas. Estamos completando un rompecabezas oculto que, aunque no lo notemos, es más fundamental que nuestros encantadores e ilusorios debates de café. Esto tiene algo de fascinante y aterrador, tal y como está escrito en el libro de 2002 El salmón de la duda: haciendo autostop por la galaxia una última vez, del guionista inglés Douglas Adams:

El hecho de que vivamos en el fondo de un profundo pozo gravitatorio, en la superficie de un planeta cubierto de gas que gira alrededor de una bola de fuego nuclear a 90 millones de millas de distancia y pensemos que esto es normal es, obviamente, un indicio de lo sesgada que tiende a ser nuestra perspectiva.

 

Imagen de portada: bosón de Higgs, la partícula de Dios, DW.