El CERN protagonizó el año pasado una de las noticias más destacadas en el campo de la Física. Así lo hacía al anunciar la detección de lo que podrían ser las primeras señales del bosón de Higgs. El 13 de diciembre se presentaron en el CERN los resultados de un arduo año de trabajo de sus dos colaboraciones, ATLAS y CMS, cada una compuesta por equipos de varios millares de científicos. El resumen del estatus de dicha búsqueda es que se ha descartado con bastante fidelidad que la masa de la partícula esté fuera de la ventana que va entre 115 GeV y 130 GeV (aclaración: 1 GeV o giga-electronvolt corresponde aproximadamente a la masa de un protón). Y las dos colaboraciones, que trabajan de forma independiente, ven indicios de la existencia de esa partícula con un rango de masas entre 124 y 126 GeV. La estadística de sucesos que dan lugar a estos valores es todavía muy baja, y es necesario trabajar aún más para poder confirmar o descartar la existencia de un bosón de Higgs en ese rango de masas. El CERN ha actuado de forma cautelosa, pues pudiera ocurrir que esos prometedores resultados fueran fruto de fluctuaciones estadísticas. Habrá, por tanto, que esperar otro año para poder acabar de resolver esta cuestión.


¿Por qué la mayoría de los físicos creemos que existe esta peculiar partícula? Sencillamente porque permite explicar el origen de la masa del resto de partículas fundamentales de una manera sencilla, bella y elegante. El bosón de Higgs tiene asociado lo que en Física llamamos un campo, y es la interacción de todas las partículas con ese campo que llena todo el espacio lo que explica el origen de la masa.

En un vídeo divulgativo del laboratorio americano Fermilab (véase http://www.youtube.com/watch?v=RIg1Vh7uPyw), se comparaba a modo de analogía esa interacción con la que puede haber entre los cuerpos sumergidos en el agua y el mismo agua. Siguiendo la analogía, los cuerpos que se mueven con más facilidad en el agua serían los más ligeros, mientras que los que se mueven con mayor dificultad serían los más masivos.


Hay otros argumentos que los puramente estéticos para creer en la existencia del mecanismo de Higgs para explicar el origen de la masa de las partículas. Lo cierto es que sabemos que hay otros sistemas, los llamados superconductores a bajas temperaturas, en los que ese mecanismo aplica (véase mi blog, “Centenaria superconductividad”). En esos sistemas no hay un bosón de Higgs, pero sí un condensado de electrones que juega el mismo rol, y que sabemos que su existencia da origen a la masa del fotón en el interior del material superconductor. El fotón es la partícula mensajera asociada a la interacción electromagnética, y sólo es masivo en estos peculiares materiales, lo que explica el hecho de que el campo magnético apenas penetra en el superconductor, un fenómeno conocido como efecto Meissner. Aunque el físico escocés Higgs que propuso la existencia del mecanismo de origen de la masa no fuera consciente de ello, su teoría es sólo una versión, válida para energías altas, de la que desarrollaran los físicos rusos Ginzburg y Landau para los superconductores con anterioridad. Las condiciones que se dan en los superconductores son muy específicas de esos sistemas, pero la idea subyacente de mecanismo de generación de masa debería poder aplicarse de forma más generalizada.


Si se confirman los resultados de detección del bosón de Higgs habrá pasado casi medio siglo para resolver uno de los misterios de la Física moderna, con la contribución de muchas generaciones de científicos. Muchas veces en investigación se nos presentan estos grandes retos que requieren de esfuerzos colectivos mayúsculos. Toda la comunidad científica espera con ansia el desenlace de esta búsqueda tan afanosa de la partícula de Higgs.

Cristina Manuel Hidalgo
Cristina Manuel Hidalgo

Investigadora científica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-IEEC).

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La física nos ayuda a comprender el universo que nos rodea: desde los constituyentes más ínfimos de la materia, hasta todo el cosmos que nos envuelve.

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