El Bosón de Higgs: una opinión muy personal       

 

Por: Bronny J. Sánchez Ferrer (ALDA).

 

 

Hace ya medio siglo, surgió una idea innovadora. Una que reunía todos los aspectos de una pregunta, que podría dar cabida a todas, o a la respuesta más apremiante de todas. ¿De qué estamos hechos, tu, yo, esta computadora que transmite mis reflexiones sobre este descubrimiento; en fin, de absolutamente todo los objetos que nos rodean en nuestro planeta, y en todo el Universo?

 

Durante la antigüedad, esa respuesta era "fácil". Se decía que el todo existencial estaba basada en la unión de 4 elementos: Tierra, Aire, Fuego y Agua. Con el advenimiento de la Ciencia, en tiempos relativamente cortos, se estableció que estábamos conformados por átomos.

 

Pero en los últimos años, los científicos se adentraron en los átomos, y estos se dieron cuenta de que las cosas allí eran sumamente complicadas. Aunque tenemos conocimiento de varios aspectos importantes a nivel de las partículas, existen secretos aun no develados. Y para ello, debemos "deshojar" esas partículas mas y mas…

 

Podemos ver cosas, un millón de veces mas pequeñas, de las que podemos ver en nuestra vida ordinaria. Se pueden ver las moléculas, virus, y casi, hasta la estructura de la vida misma. Pero se llegó a pensar, cuando esta era solo una teoría en los años 20, que los átomos eran esferas vacías, sólidas, sin ningún contenido.

 

Hasta que llegó la idea innovadora de Ernest Rutherford, y cambio nuestras ideas. Este, haciendo uso de láminas de oro, hizo colisionar millones de partículas contra ellas. Rutherford pensó, que todas las partículas atravesarían la lámina, sin sufrir ningún tipo de desviación. Pero, para su sorpresa, eso no fue lo que sucedió.

 

El descubrimiento del Bosón de Higgs ha movido los cimientos de la Ciencia. Hasta el mismisimo Stephen W. Hawking pidió el que se le otorgase a Peter Higgs el Premio Nobel.

 

Unas, atravesaron la lámina, mientras que otras, rebotaron sobre esta, concluyendo de que algo sólido se encontraba en el interior, algo muy pequeño y pesado estaba en el centro del átomo, un núcleo de alta densidad, rodeado por un vasto espacio vacío.

 

Incluso, el núcleo del átomo es cerca de 100 mil veces más pequeño que su radio. Más tarde, otros científicos estudiaron su estructura y demostraron que esta, se conformaba por tres partículas: Los protones y neutrones, que forman el núcleo y los electrones, que giran en orbita alrededor del núcleo. Estas, forman los átomos.

 

Estos se unen, formando moléculas, y con estas mismas moléculas, se forman estructuras más complejas, desde nuestro ADN, hasta los miles de millardos de millardos de átomos, que nos forman a nosotros, los humanos.

 

Durante ese tiempo, la Teoría Atómica parecía explicar todo los aspectos del Universo. Pero, cuando estos comenzaron a "deshojar los átomos" se detectaron otras partículas, dándole un giro determinante y decisivo, a la comprensión de su estructura interna.

 

Una de estas, fue la que después se conocería como antimateria, el lado contrario de la materia, una especie de antiátomos. Ese es el trabajo de los aceleradores de partículas, el de separar las partículas en sus componentes más pequeños. En estos, giran protones en una dirección y otros, en otra, y en un momento dado, estos chocan, y en ese momento son registrados por los detectores. Esto sucede millones y millones de veces cada segundo.

 

Al separarse los protones, se liberan enormes cantidades de energía, donde surgen cosas más bizarras, partículas como el antiprotón y la antimateria, que aparecen de la nada, y se desintegran en millonésimas de segundo.

 

 

Así, como en la imagen de este gran visionario, el Bosón de Higgs hizo su aparición detrás de la cortina del mundo subatómico.

 

Esto fue predicho antes mediante la teoría, siendo confirmada después, por el Acelerador de Partículas Tevatron, el cual nos reveló que todo el tejido estructural a niveles subatómicos, era más complicado de lo que creíamos.

 

Después se fueron construyendo aceleradores de partículas más grandes y sensibles, obteniendo más comprensión de los átomos. Pero a los físicos no le gustó lo que estaban observando. Cuanto más cerca miraban, mucho menos sentido tenían las cosas. Estos comenzaron a ver extrañas partículas; docenas de estas, en apariencia, diferentes la una de la otra.

 

Unas eran muy pesadas, mientras que otras, no poseían peso alguno. Este muy extraño mundo fue llamado El Zoológico de Partículas (Particle Zoo); Un mundo sin sentido, y los físicos pensaban que debía existir algo mejor que esto! Era un verdadero caos!

 

Con la construcción del Fermilab, un acelerador de partículas que se encuentra arriba del Tevatron, en Chicago, que posee una longitud de 6,5 km, fue donde el ganador del premio Nobel, el físico Leon Lederman, realizó sus investigaciones cruciales, y así, darle un orden a ese desorden en el mundo cuántico.

 

En Fermilab, se fueron descubriendo, poco a poco, más y más partículas, lográndose obtener más de un centenar de ellas durante las décadas de los 50, 60 y 70. Estas, se organizaron por familias; luego entre la década de los 70 y 80, con grandes investigaciones sobre estos trabajos, se llegó a una organización, ahora conocida como Modelo Estándar.

 

Esto fue un proceso gradual, algo así como armar un rompecabezas, formando la "imagen" que debía concordar con esa imagen que se quería construir.

 

Peter Higgs: "El Genio que descubrió a Dios"

 

Los átomos de nuestro cuerpo están formados por núcleos y electrones y estos núcleos contiene protones y neutrones, y estos protones y neutrones, están formados por Quarks. Y acá cabe la pregunta: ¿De que están hechos los Quarks? Es aquí donde la Física de Partículas se había "detenido" durante casi medio siglo.

 

¿Podrían los quarks no poseer dimensión? ¿Su tamaño y radio serian cero? Toda la materia que nos rodea está formada por energía, que se ha solidificado en forma de partículas. Por lo que, supuestamente, de eso estamos "hechos" por lo menos, hasta donde se podía llegar en ese momento.

 

Esto devela un misterio. ¿Por que "esto" de lo que estamos hechos, se comporta de esa manera? ¡Los estudios sobre la materia nos ha revelado de que todo es casi "vacío"! Ustedes, yo y todo en el Universo somos un espacio vacío con unas pequeñas porciones de materia que flotan en la nada. ¿Y de qué forma, estas pueden dar nacimiento a formas y estructuras? En si, ¿Por que todo es sólido?

 

¿Debe existir "algo" que mantenga todo cohesionado? ¿Algo en el océano de ese gran vacío? Pero, ¿Qué es ese algo?

 

Existía un agujero en el Modelo Estándar de la Física de Partículas, aunque esta es una de las mejores teorías de la ciencia. El Modelo Estándar se comprobó que era correcto, una y otra vez, durante los ultimas cuatro décadas. Pero existe un problema con esta teoría: Para ello, debemos regresar al Zoológico de Partículas, extrañas partículas que aparecen cuando se destruye un protón para ver su interior. Las partículas subatómicas tienen diversos pesos o masa.

 

En este caso, un quark puede pesar 200 veces más que un electrón y estas, poseen partículas que pesan casi 100 mil veces mas! El Modelo Estándar no puede explicar por qué existe un rango tan inmenso de masas e incluso, el por que las partículas tienen masa.

 

El basamento de Higgs nos plantea que un campo inmenso, que se extiende al infinito, este lo recorre todo. Cuando cierto tipo de partículas interactúan con el campo, esa misma interacción, es la que le da masa a esas partículas!

 

Si esta teoría se confirmaba, sabríamos por que las cosas son sólidas. Pero al principio, Higgs tuvo problemas para que su teoría fuese aceptada. El documento que describía dicha teoría, fue rechazado por el CERN. Higgs estuvo indignado, ya que el pensó que lo que había hecho, tendría consecuencias importantes.

 

Lo que hizo Higgs, fue reescribir el documento, al añadir algunos párrafos, y decidió no enviarlo otra vez al CERN, en Ginebra, por que pensaba que allí no sabrían de lo que el estaba hablando. Higgs, al contrario, lo envió al otro lado del atlántico, al Physical Review Letters, el equivalente en los Estados Unidos, y fue aceptado.

 

Esos párrafos que agregó Higgs, predecían que el campo generador de masa, podría tener una partícula correspondiente; un portador de fuerza llamado "Boson de Higgs". Y esta partícula podría ser creada, en teoría, en un Acelerador de Partículas.

 

La mayor parte de los científicos se alegraron por esta propuesta de Higgs. Y sucedió que pocos científicos apoyaron la teoría, pero la adoraron! Y por ironías de la vida, la misma CERN, que había rechazado la propuesta de Higgs, gasto 10.000 millones de dólares construyendo el Gran Colisionador de Hadrones, para encontrar la Partícula de Higgs!

 

Pero, ¿Qué es exactamente la partícula de Higgs?

 

Es.. Digamos.. Comencemos por.. Podría ser.. Es algo complejo.. Pero podría también ser.. Diferentes puntos de vista, con respuestas ambiguas, a veces, sin coherencia, que a veces, escapa del entendimiento y comprensión de los que van al compás de este "enredo" de la física de partículas! (Por mi parte, amo cada día más esa teoría que es, prácticamente perfecta, conocida como Mecánica Cuántica, posiblemente la teoría más grande de todos los tiempos!)

 

Les pondré un ejemplo, para que tengan una idea, más comprensible sobre este hecho: Un grupo de fanáticos se encuentran en un campo de béisbol, luego de haber terminado el juego. En ese campo, vamos Babe Ruth y yo, moviéndonos hasta el otro extremo del campo de béisbol. Así que, nos vamos para salir del estadio, y luego, que sucede? Todos los fanáticos se abalanzan sobre Ruth, para solicitarle autógrafos. Y el desconocido Bronny, se encuentra al otro lado, desplazándose hasta la salida, por lo que lograré llegar hasta la salida sin inercia, mientras que Ruth, posee mucha inercia, mucha masa, lo que nos da a entender, que el campo de Higgs afecta a una partícula, más que a otra!

 

Sea cual sea la forma en como la describamos, el Bosón de Higgs resuelve muchos problemas, comenzando entre ellos, con el Zoológico de Partículas.

 

La idea de Higgs, además de ser determinante y concreta, es muy hermosa! La imagen que tenemos de las partículas se simplifica de forma elegante, ya que con esta teoría, no hay muchas partículas. Sucede simplemente que la cantidad de masa, nos hace ver que existen muchas partículas. Es como una casa de espejos, donde existen muchos espejos, pero solo existe un pequeño patrón que se refleja en esos espejos, lo que hace parecer toda esta trama muy complicada!

 

Este modelo de Higgs es una forma muy hermosa de simplificar el Modelo Estándar. Seria como una especie de semilla, donde nace absolutamente todo! Tal como el electrón, el átomo y los quarks, dentro de los protones. Como la masa del electrón determina el tamaño del átomo, la Teoría de Higgs le da estructura y forma, a todo lo que conocemos.

 

 

Un hombre de modesta personalidad, nunca imagino el que se descubriese la partícula que lleva su nombre durante su vida. Al momento del anuncio, el genio lloró.

 

Pero ¿Cómo descubrimos una fuerza invisible de la Naturaleza, en apariencia indetectable? Todas las fuerzas poseen partículas relacionadas con la energía necesaria para ser vistas. Con lo que poseemos, podríamos crear esas partículas.

 

Pero aun no teníamos lo suficiente para detectar los Bosones de Higgs. Con el alto nivel de energía del Gran Colisionador de Hadrones, esta produce inmensas colisiones, que dispersan mayores cantidades de partículas. Esto nos da la oportunidad de que, en los millones de colisiones que se dan cada segundo, el Colisionador encuentre cosas que nosotros los humanos, jamás hemos visto. Como por ejemplo, el Bosón de Higgs.

 

Mucho más que buscar una partícula, con la construcción del Gran Colisionador de Hadrones, los físicos se dieron cuenta de que estaban en camino a resolver un misterio, mucho más grande... Posiblemente, el más importante de la ciencia de todos los tiempos: ¿Qué pasó en los primeros instantes de la creación?

 

Las implicaciones son muchas. Para Peter Higgs, luego de conocerse la noticia sobre los estudios que demuestran el posible descubrimiento del Bosón que lleva su nombre (hay una certeza del 99,9995% de que sea el Bosón de Higgs), se sintió muy contento por el hecho de estar vivo, y de que es "agradable tener la razón" tras el descubrimiento de la partícula, el compartir la alegría de este gran hito, el más grande realizado en décadas.

 

Para aquellos (en eso me incluyo!) que esperábamos un descubrimiento como este, en el Mundo Subatómico, el cual, a pesar de sus implicaciones, no es la respuesta definitiva a todo el conocimiento global de la esencia de la Naturaleza, sin embargo, nos abre una gran puerta, que estaba cerrada herméticamente, y desde ese punto, adentrarnos hasta situaciones y hechos totalmente inimaginables.

 

"La Partícula de Dios" tal como se le llamó, es solo una etiqueta de una idea que posee una altísima importancia, y que al principio, era solo teoría, ahora con la casi certeza de su existencia, es realmente un verdadero triunfo del método científico

 

 

Similar a un Protón o un Neutrón, se muestra al genio en persona, con un dibujo artístico, con igual apariencia, pero como si fuese un Quark. Al fondo, otro dibujo muestra al genio, pero sin mostrar su rostro. Así se nos mostró el Bosón de Higgs durante medio siglo.

 

Con este descubrimiento, muchos físicos se quitan, más que agregarse, un gran peso de sus espaldas, con el Bosón de Higgs. Con ello, se resuelven muchos problemas en la Física, simplificando y estructurando la esencia como tal, de lo micro y lo macro, lo visible y lo invisible. Lo creíble y lo no creíble.. Y más importante.. Con ello, se develaría, el funcionamiento del Reloj de la Creación..