Por Nora Bär
Por uno de los curiosos efectos de esta sociedad global "en vivo y en directo", hoy una de las más abstrusas elucubraciones de la física de partículas tendrá tanto rating como los récords olímpicos, los tsunamis o los desvaríos sexuales de encumbrados economistas: esta madrugada se esperaba que científicos del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN, según sus siglas en francés), ubicado en la frontera francosuiza, dieran a conocer los últimos resultados de la búsqueda del bosón de Higgs, a la que en una muestra de que en la ciencia también hay lugar para el marketing se llamó "la partícula de Dios".
Bastó el anuncio de que la presentación no sería en Melbourne, donde esta semana se realiza la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (la más importante en este campo), sino en la sede del CERN, y de que estarían presentes cuatro de los físicos que plantearon la existencia del bosón, el propio Peter Higgs , François Englert, Carl Hagen y Gerald Guralnik, para que se disparara una genuina "higgsmanía".
Mientras los voceros de los dos experimentos que le siguen el rastro a la última pieza del modelo estándar de la materia -el Atlas y el CMS- pedían encarecidamente que se mantuvieran los resultados en absoluta reserva hasta las cuatro de la mañana de hoy, hora argentina, decenas de físicos y periodistas viajaban a Suiza, se multiplicaban los mensajes por Twitter y los blogs competían para adelantar el más mínimo indicio que pudiera develar la incógnita. Hasta se filtró un video en el que Joe Incandela, vocero del CMS, parecía confirmar que habían encontrado una nueva partícula, pero que no podían asegurar que fuera el Higgs...
Es más, el director del CERN, Rolf Heuer, envió un mail a todos los investigadores para informar que cerrarían el auditorio hasta las siete y media de la mañana, presumiblemente para evitar que físicos demasiado ansiosos decidieran pernoctar allí.
¿Quién dijo que la ciencia es aburrida?
"Es un momento muy importante -dijo ayer Daniel De Florian, docente del Departamento de Física de la UBA y desde marzo uno de los coordinadores del " LHC Higgs Cross Section Working Group ", que construye herramientas teóricas para analizar los datos que ofrece el Gran Colisionador de Hadrones y coordina ambas colaboraciones-. Aunque no sabemos exactamente qué van a anunciar", aclaró.
Según explicó De Florian, la respuesta por sí o por no depende eminentemente de una cuestión estadística: hay que dilucidar entre miles de millones de datos si lo que se mide es algo nuevo o apenas una fluctuación. Los físicos tienen una escala para catalogar la seguridad del hallazgo: "En general se busca una seguridad tal que haya sólo una chance en dos millones de error -subrayó el científico-. No sé si ahora llegaron, pero lo que sin duda tienen es una repetición de lo que se observó el año pasado, lo que sería una confirmación".
Melaza cósmica
Ricardo Piegaia, jefe del grupo de investigación de la UBA que participa en el experimento Atlas, explicó que el modelo estándar, la teoría más exitosa de la historia de la física, describe la materia como compuesta por partículas sin tamaño. "La palabra masa forma parte del lenguaje cotidiano, y la asociamos a cuan pesado o grande es un objeto -dijo, vía e-mail-. Pero recordemos que estamos compuestos de vacío y ¡partículas sin tamaño! ¿Qué es la masa entonces? En física se define como la medida de cuán difícil es acelerar un objeto: que A tenga el doble de masa que B significa que hay que hacer el doble de fuerza para ponerlo en movimiento. El campo de Higgs es como una especie de «melaza» que impregna el espacio-tiempo y frena las partículas generando un efecto equivalente a la masa: cuesta más mover las partículas que más interactúan con esa melaza, o sea, con el Higgs."
Anoche, la investigadora de la Universidad de La Plata (UNLP) y responsable de la participación argentina en el experimento Atlas, María Teresa Dova, estaba exhausta. "Venimos trabajando contra reloj para analizar los datos", contó Dova, que esta mañana, a las once, dará un seminario para explicar los anuncios en el Departamento de Física de la UNLP, Calle 49 y 115.
Setenta años después de que en 1932 se planteara el «modelo estándar de la materia», la física tiene un rompecabezas que explica de qué está hecho el universo al que le falta una sola pieza. "Tenemos seis quarks y seis leptones, cada uno con su antipartícula, y los mediadores de las fuerzas fundamentales que son bosones, como el Higgs -explicó Dova-. Su existencia se planteó para darles consistencia matemática a dos de las fuerzas fundamentales de la naturaleza: el electromagnetismo y la fuerza débil. La fuerza electromagnética es la que interviene en la formación de los átomos, y la débil tiene que ver con el decaimiento atómico (el proceso que se mide para la datación de fósiles con carbono 14, por ejemplo, o que hace brillar al Sol). La fuerza electromagnética es de alcance infinito, porque su mediador es el fotón, que tiene masa cero. Pero como la fuerza débil es de corto alcance, se pensó que sus mediadores, las partículas W y Z, tenían que ser muy masivas. Para darles masa se introdujo el mecanismo de Higgs. Confirmarlo sería un triunfo monumental."
"La partícula de Higgs es una de las cosas más intrincadas de la física", dijo ayer al pasar De Florian. Ni Peter Higgs podría haber anticipado el revuelo que inspiraría su creación.
¿Qué es el Bosón de Higgs?
P.- ¿Qué es el bosón de Higgs o "partícula de Dios"?
R.- La teoría estándar de la física describe la materia como compuesta por partículas sin tamaño y predice la existencia de esta nueva partícula, que hasta ahora no había sido observada. Estaría asociada con "un campo de Higgs", una especie de "melaza" que impregna el espacio-tiempo y frena a las otras partículas generando el efecto equivalente a la masa: las que más interactúan con el campo de Higgs tendrían más masa. Los físicos le pusieron el nombre de la "partícula de Dios" precisamente porque sería la que les confiere masa a las demás.
P.- ¿Por qué es tan importante el anuncio de hoy?
R.- Por las dificultades técnicas y teóricas que involucra, "el descubrimiento del bosón de Higgs será uno de los más grandes triunfos del intelecto humano, reivindicará una de las teorías más grandes y exitosas de la historia e ilustrará los logros de la máquina más compleja jamás construida", escribió en New Scientist el físico Lawrence Krauss, director del proyecto Orígenes, de la Universidad Estatal de Arizona. Si las teorías resultan ciertas, sin el Higgs, todo lo que vemos en el universo, las partículas que nos conforman, no tendría masa, como los fotones.
P.- ¿Quién o quiénes predijeron que debía existir esta partícula?
R.- Peter Higgs, físico británico nacido en 1929, propuso su existencia en 1964, mientras investigaba en la Universidad de Edimburgo. Se cuenta que lo concibió mientras realizaba una travesía por Escocia. Al parecer, cuando regresó al laboratorio comentó que había tenido "una gran idea". Pero hubo otros científicos que publicaron teorías similares más o menos simultáneamente, como François Englert, profesor emérito de la Universidad Libre de Bruselas, y Tom Kibble, profesor emérito del Imperial College, de Londres.
P.- ¿Con el descubrimiento del Higgs se terminan los enigmas de la física?
R.- El Higgs es la última pieza del modelo estándar de la materia, pero los físicos ya saben que hay partículas y fuerzas que están más allá de esta hipótesis y que la teoría tiene inconsistencias que deberán superarse, del mismo modo en que las leyes de Newton fueron superadas por las ideas de Einstein y la teoría de la relatividad. El modelo estándar no explica la gravedad ni la materia oscura, que, se cree, forma el 96% del universo, ni la energía oscura, que sería la responsable de la expansión del cosmos.
P.- ¿Cómo fue la búsqueda del bosón de Higgs?
R.- Exigió proezas técnicas sin precedente. Como su vida es muy corta, los científicos buscaron en las huellas que dejaron las partículas en las que decae como resultado de miles de millones de colisiones entre haces de protones acelerados a casi la velocidad de la luz. Para analizar enormes cantidades de datos, hubo que construir herramientas teóricas, varias de las cuales fueron desarrolladas por investigadores argentinos. Esos cálculos debían permitir dilucidar si lo que observaban era "algo nuevo" o una fluctuación estadística.
¿Quién teme al bosón de Higgs?
El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en Ginebra (Suiza) ha anunciado hace un momento el hallazgo de una nueva partícula que podría corresponder al bosón de Higgs. Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha participado en el hallazgo a través de los experimentos ATLAS y CMS. Ambos han observado una nueva partícula en el rango de masas de alrededor de 125-126 GeV -gigaelectronvoltios, unas 134 veces la masa de un protón-, un valor incluido en el rango de los predichos para su existencia.
"Observamos en nuestros datos claros signos de una nueva partícula, con un nivel de confianza estadística de 5 sigma -superior al 99,99994%-, en la región de masas dealrededor de 126 GeV. El excepcional funcionamiento del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y ATLAS, y los enormes esfuerzos de mucha gente, nos han llevado a esta emocionante etapa, pero se necesita un poco más de tiempo para preparar estos resultados para su publicación", asegura la portavoz del experimento ATLAS, Fabiola Gianotti,
"Los resultados son preliminares, pero la señal de 5 sigma alrededor de 125 GeV que estamos viendo es dramática. Es realmente una nueva partícula. Sabemos que debe ser un bosón y es el bosón más pesado jamás encontrado", ha explicado el portavoz del experimento CMS, Joe Incandela,. En su opinión, "las implicaciones son muy significativas y es precisamente por esta razón por lo que es preciso ser extremadamente diligentes en todos los estudios y comprobaciones".
Los resultados presentados hoy se basan en datos recopilados en 2011 y 2012, parte de los cuales aún se encuentra bajo análisis y cuya publicación en revistas científicas se espera para finales de julio. El siguiente paso será determinar la naturaleza precisa de la partícula y su importancia para la compresión del Universo.
Pieza clave del Modelo Estándar
El llamado Modelo Estándar es el marco teórico que usan los físicos para describir las relaciones entre las partículas elementales y las fuerzas que actúan entre ellas. Se desarrolló en la segunda mitad del siglo XX y su formulación actual quedó establecida en los años 70 con la detección de los quarks. Describe cómo funciona la materia de la que estamos hechos nosotros y todo lo que vemos, aunque no sirve para el 96% del Universo, que es invisible.
En el Modelo Estándar, el bosón de Higgs -llamado así en honor del físico Peter Higgs- sería el responsable de la masa de otras partículas. Si no existiera, se abriría la puerta a una nueva física, algo mucho más emocionante para científicos como Hawking que completar el rompecabezas del Modelo Estándar.
La identificación de las características de la nueva partícula requerirá una considerable cantidad de tiempo y datos. Sin embargo, para el director general del CERN, Rolf Heuer, "hemos alcanzado un hito en nuestro entendimiento de la naturaleza, el descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs abre el camino a estudios más detallados, que requieren más estadística. Estos trabajos concretarán las propiedades de la partícula y probablemente arrojarán luz sobre otros misterios de nuestro universo".