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Hector Mancini, Profesor de Física y Matemática Aplicada

La partícula de Dios

La oficina de prensa del CERN- Organización Europea para la Investigación Nuclear, acaba de anunciar la confirmación experimental sobre la existencia del "bosón de Higgs" más conocida por el público como "la partícula de Dios".

sáb, 26 ene 2013 00:50:00 +0000 Publicado en Diario de Navarra, Las Provincias, Diario Sur, Hoy

La oficina de prensa del CERN- Organización Europea para la Investigación Nuclear, acaba de anunciar la confirmación experimental sobre la existencia del "bosón de Higgs" más conocida por el público como "la partícula de Dios".

El bosón de Higgs era la última pieza que faltaba localizar para completar el cuadro de partículas elementales incluidas en el modelo estándar de la física de partículas, el modelo que relaciona las interacciones fundamentales entre las partículas elementales que componen toda la materia. Por lo tanto, confirmar o descartar su existencia ha sido una de las tareas fundamentales llevadas a cabo en el famoso "colisionador de Hadrones (LHC)" un anillo acelerador situado a 100 m de profundidad en frontera entre Francia y Suiza, en las cercanías del aeropuerto de Ginebra.

La noticia fue publicada con gran prudencia por el organismo científico destacando que en dos de sus proyectos científicos se ha localizado una nueva partícula compatible con el "bosón de Higgs", pero remarcando que hacen falta más investigaciones para determinarlo unívocamente. Por lo tanto señalan una neta distinción entre el significado científico de "existencia" y "demostración". Su importancia radica en que más que alcanzar una meta final, comprobar la existencia del bosón de Higgs, se trata del inicio de una nueva etapa que promete muchos desarrollos posteriores.

Sabemos que toda la materia en el universo está formada por átomos, que a su vez, tienen un núcleo masivo con carga eléctrica positiva, rodeado de una nube de electrones en movimiento. El átomo forma una estructura que se mantiene unida por fuerzas electromagnética, una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Esta fuerza electromagnética tiene teóricamente, alcance infinito y es transportada por las partículas llamadas fotones. Sabemos que por este medio nos llega la luz de las estrellas o la electricidad a nuestros hogares y que esta fuerza es la responsable de todas las estructuras moleculares que forman los cuerpos macroscópicos.

Si sólo existiera esta fuerza, el núcleo de un átomo sería inestable, debería estallar por la proximidad entre los protones. Pero en el núcleo actúan otras fuerzas de corto alcance que son capaces de neutralizar la repulsión electromagnética y se conocen como "Nuclear fuerte", que depende de una propiedad llamada "carga de color" (que no tiene nada que ver con el uso normal de la palabra "color") y "Nuclear débil", la que gobierna los procesos de generación de energía en las estrellas.

Los protones y neutrones del núcleo están compuestos por partículas más diminutas llamadas "quarks", unidas por otras partículas llamadas "gluones", responsables de transportar la Fuerza Nuclear Fuerte. Las partículas que transportan la Fuerza Nuclear Débil son las partículas llamadas bosones W y Z, que a diferencia de los fotones, tienen masa. Para imaginar dos partículas que interactúan se puede considerar a dos personas que se pasan un balón pesado, que sería la partícula de fuerza. Si el balón es más pesado, el rango de interacción es más corto.

El descubrimiento de las partículas W y Z, mereció un premio Nobel para el CERN en los años 80, pero el mecanismo que da lugar a su masa no había sido identificado anteriormente. Aquí entra el mecanismo de Higgs. Es el modelo más sencillo para dar cuenta de la diferencia de masa entre los fotones (que también son bosones) y los bosones W y Z.  Los físicos consideran al bosón de Higgs como la clave para entender la estructura fundamental de la materia debido a que atribuye la masa a todas las demás, y a esta propiedad debió su nombre de "partícula de Dios".

Es difícil discutir sobre el modelo estándar sin las precisiones matemáticas que se requieren y poco podemos abundar sobre este tema en un espacio tan reducido. Tampoco ayuda que la mecánica cuántica no tenga nada que ver con el "sentido común" o la "intuición".

Sin embargo, se ha desatado un gran interés público por esta noticia, a pesar de la evidente complejidad del tema y de su escasa relación con la vida cotidiana, interés que probablemente esté ligado al nombre de "partícula de Dios". La relación que tiene la teoría respecto del Big-Bang y de la evolución de la materia en el Universo, nos hacen sospechar a todos, aún sin comprender los detalles, que esas conclusiones tienen que ver con nuestro propio origen.