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Los científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) han descubierto una nueva partícula que podría ser el bosón de Higgs, según ha anunciado el CERN en la presentación de los últimos datos del acelerador de partículas LHC. “Hemos descubierto un nuevo bosón”, ha dicho Joe Incandela, portavoz de CMS, uno de los dos grandes detectores del LHC. Es un resultado preliminar pero creemos que es muy contundente y sólido”, ha añadido Incandela, que en ningún momento ha nombrado el Higgs, aunque la comunidad científica sobreentiende que se trataría de la tan buscada partícula.

Infografía Bosón de Higgs

 

El mecanismo de Higgs es una propuesta teórica de hace ya medio siglo, que permitiría explicar por qué tienen masa las partículas elementales que la poseen; es la última pieza que falta en el Modelo Estándar que describe las partículas y las interacciones entre ellas. Si se logra explicar, se completaría un capítulo de los grandes y gloriosos de la historia de la ciencia.

La presentación de los últimos datos del LHC ha comenzado en el auditorio del Laboratorio Europeo de Física de Partículas, junto a Ginebra. Entre los asistentes estaba Peter Higgs, quien da nombre al bosón, uno de los científicos que predijo su existencia en los años 60.

El nuevo bosón tiene una masa de 125.3 más/menos 0.6 gigaelectronvoltios (GeV), con un valor de 4.9 sigma, cifra esta última que indica una elevada certeza de que el resultado es fiable. Oficialmente un descubrimiento tiene que tener un valor de 5 sigmas, y este se acerca demasiado.

“Hemos franqueado una nueva etapa en nuestra compresión de la naturaleza”, señala un comunicado difundido por el CERN tras la presentación en Ginebra. El descubrimiento ‘abre la vía a estudios más reposados que exigen más estadísticas y que establecerán las propiedades de la nueva partícula’, añade la nota. “Esta partícula debería levantar el velo sobre otros misterios del universo”, según el CERN.

Tras el anuncio de Incandela del hallazgo del nuevo bosón, la italiana Fabiola Gianotti, una mujer siempre inquieta, pero que se ha mostrado más tranquila que su colega de CMS, ha avanzado los resultados de Atlas, el otro de los dos grandes detectores del LHC. Atlas ha hallado también una nueva partícula con masa 126.5 gigaelectronvoltios, con 5 sigma, lo que significa descubrimiento. Con un “gracias, naturaleza”, Gianotti ha cerrado su discurso. Los datos, tanto de CMS como de Atlas, son muy similares. No obstante, advierten algunos expertos, habrá que seguir investigando para estar completamente seguros de que la nueva partícula descubierta es efectivamente el bosón de Higgs.

Tras la intervención de Gianotti, Peter Higgs se ha levantado y tomando el micrófono, en medio de vítores, ha declarado: “Estoy extraordinariamente impresionado por lo que han logrado; mis felicitaciones a todos los implicados en este increíble logro. Es una enorme felicidad haberlo podido vivir”.

Mientras los físicos ultimaban los análisis de los datos, los nervios parece que jugaron ayer una mala pasada a los responsables del CERN de preparar la información pública con la filtración indebida de un vídeo. “Hemos observado una nueva partícula... Tenemos fuerte evidencia de que hay algo ahí”, decía Incandela en la cinta hecha pública, seguramente por error, antes de tiempo, ya que se retiró inmediatamente del acceso público, según informó Science News.

La presentación de los últimos resultados de CMS y Atlas se produce tras un par de semanas de rumores y secretos en la comunidad internacional de física de partículas. A finales del año pasado, los científicos del CERN ya anunciaron que tenían indicios de la existencia de la partícula de Higgs. La física de partículas es una ciencia de altísima precisión y los expertos solo aceptan haber descubierto algo cuando han descartado todas las posibles señales equívocas y fluctuaciones estadísticas de sus experimentos.

El Higgs es un mecanismo complicado de explicar para profanos, pero los físicos hacen intentos --algunos eficaces-- para hacerse entender. Uno de esos intentos lo recoge el también físico teórico del CERN, Gian Francesco Giudice, en su libro A Zeptospace Odyssey. La idea es que existe algo por ahora desconocido que se llama campo de Higgs y que las partículas que tienen masa la adquieren precisamente al interaccionar con ese algo. Giudice recurre al símil del agua en la que nadan delfines y se bañan hipopótamos: para las partículas que no tienen masa, como el fotón, el agua es totalmente transparente, como si no existiera; las que tienen masa, pero poca, se deslizan fácilmente sin apenas interactuar con el líquido, como los defines; y las más masivas, como los hipopótamos, se mueven sumergidos con dificultad. ‘La masa de una partícula elemental es una medida de la fuerza de su interacción con el campo de Higgs’, señala Guidice. Y el campo de Higgs se expresa, en determinadas condiciones, como una partícula nueva, el famoso bosón. ¿Por qué podría surgir precisamente en el LHC?

‘La teoría que predice la existencia del Higgs (el modelo estándar) deja de ser autoconsistente si su masa es superior a un cierto valor máximo, y los protones que el LHC acelera y hace colisionar tienen energía más que suficiente para producir partículas de Higgs incluso si tienen la masa máxima. Por eso, si el LHC no lo encuentra es que la hipótesis de su existencia es falsa’, explica De Rújula.

Diccionario para entender el bosón

Doce conceptos clave detrás de la misteriosa partícula, que explicaría el origen de la masa

Partícula elemental. Ente que, si tiene partes, no lo sabemos. Los átomos fueron antaño partículas elementales, pero ahora se sabe que están formados por electrones y núcleo y este, a su vez, por protones y neutrones, y estos, por quarks.

Modelo Estándar de Física de Partículas. Describe las partículas elementales y las interacciones entre ellas.

Protón. El núcleo del hidrógeno, el átomo más sencillo. El protón está compuesto por dos quarks “up” y uno “down”. Los demás núcleos atómicos contienen neutrones, también compuestos de quarks (dos down y uno up).

Quarks up y down. Constituyentes elementales de los protones y neutrones.

Fotón. Partícula de luz. El fotón es un bosón.

Bosones y fermiones. Los dos tipos de partículas. Si uno mete bosones (por ejemplo fotones) en una caja, siempre hay sitio para meter más de ellos, sin esfuerzo. Para los fermiones esto no es así: son más ‘sólidos’.

Vacío. Aquello que queda cuando se quita todo lo que se puede quitar. El vacío no es la nada, sino una substancia, permeada por el campo de Higgs.

Campo. Substancia que permite a unas partículas ejercer una acción a distancia sobre otras. Partículas con carga eléctrica interaccionan entre sí a través del campo electromagnético. Un fotón es una mínima vibración de dicho campo. Un bosón de Higgs es una vibración del campo de Higgs.

Spin. Propiedad de las partículas que refleja cuanto “giran” como peonzas.

Large Hadron Collider (LHC). Gran Colisionador de Hadrones (protones u otros núcleos atómicos). Colisionador de partículas aceleradas de 27 kilómetros de circunferencia, instalado en un túnel en la frontera franco-suiza, junto a Ginebra, que fue excavado para el acelerador anterior, el LEP, que se desmontó para montar el nuevo, el LHC.

Atlas y CMS. Dos grandes detectores de los efectos de las colisiones de partículas del LHC, dedicados a buscar el bosón de Higgs, entre otras cosas. El Atlas pesa 7,000 toneladas y mide 44 metros de largo por 25 de diámetro; participan en el experimento expertos de 165 instituciones de 35 países. El CMS, de 12,500 toneladas, mide 21 metros de largo, 15 de ancho y 15 de alto; participan en él expertos de 155 instituciones de 37 países. Otros dos detectores del LHC son Alice y LHCb.