El descubrimiento más importante de nuestras vidas

Disculpe… ¿como puede usted haber descubierto una partícula tan pequeña que nadie puede verla?

Le preguntaron a J.J. Thomson cuando descubrió el electrón. La respuesta general es que usamos microscopios, usamos instrumentos, nos las ingeniamos para poder «ver» el mundo sub-atómico de manera indirecta y lo logramos. Si de algo tenemos que sentirnos orgullosos como seres humanos es de eso. El LHC o «El Gran Colisionador de Hadrones» es un gigantesco microscopio que nos permite «ver» lo muy pequeño, más pequeño que el núcleo de un átomo.

El 4 de Julio el CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) anunció, durante la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP 2012) que se celebró en Melbourne, Australia, el hallazgo de una partícula de escala sub-atómica, que tiene las características básicas de lo que se conoce en la teoría llamada «Modelo Estándar de Partículas Elementales», como «El Bosón de Higgs«. Dos experimentos independientes del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, el ATLAS y el CMS, revelaron los resultados obtenidos en 2012 sobre la nueva partícula observada y le dieron carácter de descubrimiento.

Esta noticia ha causado un revuelo internacional que no es para nada exagerado. Se trata de uno de los descubrimientos más importantes de nuestra era, comparable con el descubrimiento del electrón por Thomson, de la estructura atómica con el experimento de Rutherford o la doble hélice del ADN de Watson, Crick y Franklin. Toparnos con el bosón de Higgs emerge del deseo que tenemos los seres humanos de entender nuestra cosmogonía y cosmología (origen y estructura del universo), y de haber comprendido que ambas inquietudes forman un rompecabezas integrado: que no se puede responder a una sin que haya consecuencias en la otra.

El Modelo Estándar es una parte importante de ese rompecabezas integrado cosmogónico-cosmológico y desde que fue propuesto desde mediados siglo pasado por el trabajo de miles de físicos teóricos y experimentales regados por el planeta, poco a poco se ha ido convirtiendo en una de las teorías más exitosas de la historia de la física fundamental. El Modelo Estándar predice la existencia de un conjunto de partículas sub-atómicas (12) y su dinámica, es decir, como interaccionan entre ellas. Tanto la existencia de estas partículas en si mismas como sus interacciones han sido comprobadas en diversos experimentos y colisionadores. Estas partículas sub-atómicas se conocen como quarks, leptones, bosones mediadores de las fuerzas y el campo de Higgs. Los quarks y leptones son partículas masivas que se clasifican en familias y una de esas familias es la que forma la materia como la conocemos: átomos, moléculas, etc. Por ejemplo, algunos quarks son componentes del protón y el neutrón, que forman los núcleos de los átomos. Un ejemplo de leptón es el electrón. Estas partículas masivas «reaccionan» entre ellas a través de los «bosones mediadores de la fuerza», algunos con masa y otros sin masa.

La única pieza faltante en esta cascada de descubrimientos, y la más importante, era el Higgs y su relevancia tiene que ver con la historia del universo. Las teorías más aceptadas sobre el origen y evolución del universo, que son consistentes con las observaciones, nos enseñan que justo después del Big Bang, sólo había energía pura, campos sin masa. Entonces la pregunta es: ¿a través de qué mecanismo surgieron partículas masivas? Pues, la respuesta más aceptada es que en los primeros instantes del universo, esta sopa de partículas sin masa se movía en un campo: el campo de Higgs, cuya manifestación cuántica es el bosón de Higgs. ¿Qué es un campo y su manifestación cuántica? Un campo es lo que usamos en física para describir interacción a distancia: somos atraídos por la tierra debido a el «campo gravitacional», las cargas eléctricas se atraen o se repelen debido al «campo electromagnético», pero si pudiéramos ver lo que ocurre a escalas muy muy pequeñitas, sub-atómicas, entonces veríamos las manifestaciones cuánticas de estos campos, así la manifestación cuántica del campo electromagnético es el «fotón» y la del gravitacional la llamamos «gravitón». De modo tal que algunas partículas sin masa de aquella época entraron en interacción con el campo de Higgs y es a través de esa interacción que los quarks, leptones y algunos bosones de intercambio, adquirieron masa. Es decir, que si lo que anunciaron como descubrimiento, el 4 de Julio de 2012, es en verdad el bosón de Higgs, hemos alcanzado un alto nivel de compresión sobre el origen de la inercia, la materia y  la estructura del universo como lo conocemos hoy: con todas sus galaxias, estrellas, planetas y seres vivos.

Ahora los dejo con el gran John Ellis. Si no me entendieron a mi, a el si lo van a entender (video en inglés).