¿El campo de Higgs? ¡Qué poco sabemos!

Colisión de partículas elementales

Recuerdo que hace años, cuando uno se dedicaba a la ardua labor de implantar sistemas de información en las empresas, un Director de Planta, futuro usuario del mismo, y que estaba ya un poco mosqueado de los sucesivos cambios de los que había sido testigo en su ya larga trayectoria profesional, me dijo una frase (luego he sabido que era un conocido chiste) que se me quedó grabada: "Vaya, Angel, toda la vida aprendiendo a decir "pinícula", y ahora resulta que se dice "flim".

 

Pues esa fue la sensación que se me quedó hace unas semanas, cuando asistí en la Fundación Ramón Areces a la magnífica y didáctica charla de Antonio Pich (Barcelona, 1957), catedrático de Física Teórica de la Universidad de Valencia, bajo el título de "Y después del Higgs, qué?. Con lo bien que me había quedado el post de "Up, Down, Charm, Strange, Top, Bottom" de Junio de 2014, sobre el Modelo Estándar de Partículas, que hasta varios amigos  me felicitaron por lo "claro" que estaba todo...

 

Porque el profesor Pich empezó hablando de Newton y su gravitación (terreno conocido) y terminó compartiendo las numerosas incógnitas que ha abierto en la Física del siglo XXI la confirmación de la existencia del bosón de Higgs (el 4 de Julio de 2012) y de su campo de fuerzas asociado, el "Campo de Higgs". Pero vamos por partes, como siempre.

 

El túnel del LHC, bajo Ginebra

Primero, algunos datos sobre el LHC (Large Hadron Collider), del CERN, en Ginebra, donde se centra ahora mismo la investigación en estos temas. Instalación subterránea de 27 Kms. de circunferencia, donde se dan las condiciones más extremas de vacío, refrigeración (-271ºC) y calor (cuando se producen las colisiones de partículas). Con grandes imanes superconductores que hacen que dos haces de protones, circulando casi a la velocidad de la luz y en sentidos opuestos por ese anillo, choquen disipando una energía similar a la que provocarían dos AVES lanzados uno contra otro a 200 Kms./hora. Y generando todo tipo de partículas "raras" que son las que se trata de analizar.

 

Una de estas partículas es el neutrino, que hoy día ya nos suena, pero que es muy curioso. La fuente principal de neutrinos es el Sol (cualquier estrella), donde se producen por la "desintegración beta" que tiene lugar en su gran "reactor nuclear". El neutrino no tiene carga eléctrica y prácticamente tampoco masa, por lo que no interactúa casi con nada. De ahí que se haya estimado que cada segundo atraviesan nuestro cuerpo 100.000.000.000.000 de neutrinos procedentes del Sol. Y alguien dirá: menos mal que por la noche no hay Sol... ¡Error! Los neutrinos atraviesan la Tierra como si nada cuando estamos tumbados en la cama (entrando por Australia, por así decirlo) y siguen pasando por nosotros sin romperse ni mancharse... 

 

Y llegamos al bosón y al campo de Higgs. Para poner en contexto la importancia de su descubrimiento (confirmación empírica, puesto que llevaba "anunciado" desde 1964), se hace la siguiente analogía:

- El siglo XVII fue el del campo gravitatorio, a partir de las leyes de Newton.

- El siglo XIX fue el del campo electromagnético, a partir de las leyes de Maxwell y de Faraday.

- El siglo XX fue el de los campos de radiación fuerte y débil, a partir de las investigaciones de Fermi, Yukawa, Dirac y otros.

- El siglo XXI será el del campo de Higgs.

 

¿No está un poco solo el bosón de Higgs?

Y aquí empieza el mareo. Sigamos con las analogías. Cada campo tiene una partícula asociada, llamada mediador, cuya oscilación es la causante del propio campo. El más conocido, el fotón, es el causante del campo electromagnético. El gluón (que mantiene unidos, como el Superglue, a los quarks del núcleo atómico) lo es del campo de radiación fuerte. Y para el campo de radiación débil tenemos dos partículas: el bosón Zº y el bosón W+ (vaya usted a saber por qué). Para que las cosas cuadren, se ha bautizado como "gravitón" a la partícula asociada al campo gravitatorio (todavía no se ha descubierto). Y, esta es fácil, el bosón de Higgs es el causante del Campo de Higgs. Del que todavía sabemos muy poco. Se dice que su importancia radica en que este campo de fuerzas es el que crea, no me preguntéis cómo, la masa de las demás partículas elementales (y de ahí vino su caracterización como "la partícula divina", que tanto disgusta a Higgs).

 

Me gustó la humildad con la que el profesor Pich compartió la gran cantidad de incógnitas de la Física que no tienen hoy por hoy respuesta:

 

¿Para qué existen los neutrinos? No lo sabemos.

¿Por qué está repetida 3 veces la estructura de las 4 partículas y antipartículas , por ejemplo electrón-muón-tauón? No lo sabemos.

¿Existe un único bosón de Higgs o sería éste el primero de una nueva clase de partículas por descubrir? No lo sabemos.

¿Podría estar compuesto el bosón de Higgs por otro nivel de subcomponentes? No lo sabemos.

¿Por qué tienen las partículas del Modelo estándar esas masas tan raras? No lo sabemos.

¿Qué es la materia oscura, responsable del 25% de la masa estimada del Universo? No lo sabemos.

¿Podría ser el campo de Higgs la puerta de acceso al "universo oscuro"? No lo sabemos.

 

En 2015 se vuelve a poner en marcha el LHC, con más del doble de energía que hace tres años. Y con toda la comunidad científica expectante por ver si se resuelven algunas de estas preguntas.

 

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Peter Higgs (n.1929)

François Englert (n.1932)

El Premio Nobel de Física de 2013 fue concedido a Peter Higgs y François Englert «por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que recientemente fue confirmado a través del descubrimiento de la partícula fundamental prevista, por los experimentos ATLAS y CMS en el gran colisionador de hadrones del CERN».

No está mal, teniendo en cuenta que la vida media de un bosón de Higgs es de 1 zeptosegundo (en 1 segundo nacen y mueren, por tanto, mil trillones de bosones). De marearse, ya digo.