El Bosón de Higgs

El Bosón de Higgs es una partícula elemental a la que se le atribuye el origen de la masa en el universo, es decir, se cree que es la culpable de que exista la masa, y con ello la existencia de todo lo que conocemos, de ahí que también se le denomine Partícula de Dios.

¿Por qué es tan importante esta partícula?

El Bosón de Higgs es la única partícula descrita por el Modelo Estándar de Física de Partículas que aún no ha sido hallada experimentalmente. Este modelo describe detalladamente las partículas elementales y sus interacciones, pero queda una parte importante por confirmar, precisamente la que da respuesta al origen de la masa, nuestra partícula. Sin masa, el Universo sería un lugar muy diferente. Si el electrón no tuviera masa no habría átomos, con lo cual no existiría la materia tal como la conocemos, por lo que tampoco existiría la química, ni la biología ni existiríamos nosotros mismos.

¿Qué es un bosón?

Las partículas subatómicas se dividen en dos tipos, los fermiones y los bosones. Los fermiones son los que componen la materia, los componentes del átomos (electrones, protones y neutrones), y los bosones son partículas portadoras de las fuerzas o interacciones, por ejemplo el fotón.

Una vez respondidas estas preguntas claves vamos a proseguir con el tema. En la década de 1960, varios físicos, entre ellos el británico Peter Higgs (a quien se le concedió en 2013 el premio Nobel de física), postularon un mecanismo conocido como el campo de Higgs. De la misma forma que el fotón es el componente principal del campo electromagnético, el campo de Higgs necesita una partícula que lo conforme, a la que los físicos denomina Bosón de Higgs.

Este fue el principal objetivo del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo que opera el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en Ginebra. El bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente generando otras partículas elementales más conocidas. Lo que se puede observar son sus "huellas", esas otras partículas que podrán ser detectadas en el LHC. En el interior del anillo del acelerador colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando se producen las colisiones en puntos estratégicos donde están situados grandes detectores, la energía cinética que poseen los protones se libera y queda disponible para que se generen otras partículas. Cuanto mayor sea la energía de las partículas que chocan más masa podrán tener las nuevas, según el principio de balance de masa-energía de Eisntein E=m c^2.

Debido a que la teoría no establece su masa sino un amplio rango de valores posibles, se requieren aceleradores muy potentes para explorar este nuevo territorio de la Física. El LHC es la culminación de una "escalada energética" dirigida a descubrir el bosón de Higgs en los aceleradores de partículas. Cuando alcance su máxima potencia a finales del 2014, el LHC colisionará protones a una energía cercana a 14 teraelectronvoltios (TeV). Actualmente, funciona a algo más de la mitad, 8 TeV.

Peter Higgs

Para entender el mecanismo de Higgs imagina una sala llena de fisicos charlando tranquilamente. Ahora entras tú a la sala y la cruzas, pero con dificultades  ya que los físicos te impiden el avance. Más tarde entra Albert Einstein y la intenta cruzar también, creando una disturbación entre sus admiradores queriendo conocerle, lo que imposibilita prácticamente su avance.

Esta metáfora lo que explica es que las partículas que tienen una interacción mayor con el campo de Higgs, o sea, las que tienen una mayor "fricción", poseen una masa mayor.

Esta partícula que crea el campo de Higgs se sabe que existe, pero aún queda mucho por descubrir sobre ella y podría revolucionar la física en el futuro, más aún cuando se comiencen las investigaciones sobre la materia oscura en el LHC.