Bosón de Higgs. "A partícula de Deus"

Traza hipotética realizada polo bosón de Higgs tras a colisión de dous protóns

¿Qué é o bosón de Higgs?

O bosón de Higgs é unha partícula elemental proposta en 1964, polo físico británico Peter Higgs, de quen recibe o seu nome. Segundo o modelo estándar da física de partículas, o bosón no ten cor, nin espín, nin carga eléctrica. É moi inestable, a súa duración é dun zeptosegundo (miltrillonésima parte dun segundo) e desintégrase rápidamente. O bosón de Higgs emprégase para explicar por qué as partículas elementais teñen masa e a qué partículas lles asigna esta cualidade a natureza. Todas as partículas que constitúen a materia, seis leptones e seis quarks, teñen masa, pero outras partículas, como o fotón carecen dela. Por lo tanto, segundo as teorías, podería ser o bosón de Higgs o que regulase esta presenza o ausencia.

Historia

Desde sempre, os físicos tiveron a certeza e a crenza de que a materia estaba constituída por partículas fundamentais. As interacciones entre estas, á súa vez, estarían limitadas por partículas de intercambio, que son coñecidas como partículas portadoras. As partículas portadoras  mediadoras de forzas no modelo estándar son os bosóns, tamén coñecidos como bosóns de gauge (glucóns, fotóns e bosóns W e Z).

Peter Higgs

Deste xeito, nos anos sesenta do século pasado, comezaron a teer saída os estudios realizados neste campo. Foran propostas numerosas partículas que podían explicar este feito; partículas que explicaran a orixe da masa; pero considerábase que as teorías que acompañaban ás partículas non estaban completas nin perfeccionadas.

Posteriormente, estas hipóteses foron verificadas mediante os colisionadores de partículas LEP (Large Electron-Positron collider, atópase no CERN) e SLC, confirmando tamén, sorprendentemente, que algún tipo de mecanismo de Higgs se leva a cabo na natureza. Aínda así, este feito nun puido ser explicado totalmente e debe esperarse aos resultados definitivos que proporcionen os estudios realizados no CERN (European Laboratory for Particle Physics -Organización Europea para a Investigación Nuclear).

CERN

Nos últimos anos, numerosos grupos de científicos estiveron  traballando na investigación desta partícula. Recientemente, no verán de 2012, os científicos do CERN levaron a cabo o estudio para atopar este partícula e creen ter atopado, realmente, o bosón de Higgs.  O CERN é o centro de investigación nuclear máis grande do mundo. Situado en Suiza, é famoso por ter o maior e máis potente acelerador de partículas do mundo, o LHC, con 27 km de diámetro. Nel demostráronse a maioría das  teorías e descubrimentos no campo da física de partículas.

Sen embargo, para descubrir una partícula no basta con creala, senón que hai que poder onservala. O Bosón de Higgs é unha partícula efímera, polo que se volve a transformar en enerxía antes de que os físicos poidan vela, de ahí que a súa existencia se teña que deducir de outras partículas que nacen dela. A dificultade atópase en que as partículas que se producen poidan ser o non descendentes dun “higgs”.

Afortunadamente para os físicos, a probabilidade de que veñan dun “higgs” ou de outro fenómeno non é a mesma. Esto permítelles, cun número suficiente de colisións, deducir si creaon un “higgs” ou non.

Os resultados presentados o pasado decembro polos coordinadores dos detectores Atlas e CMS xa facían sospeitar que tiñan atopado unha nova partícula. Había aínda unha probabilidade de arrededor do 1% de que as observacións  foran debidas ao azar e non á existencia dun novo bosón. Por convención entre físicos de partículas, para proclamar un descubrimento a probabilidad debe reducirse a arredor de un entre un millón.

Nin Atlas nin CMS chegaron aínda a cinco sigmas para afirmar que a partícula que descubriron sexa o bosón de Higgs previsto polo Modelo Estándar. Cos datos recollidos ata agora, é probable o sea e é posible que non.

A nova partícula pode ser igualmente importante para comprender o Universo escuro, que representa o 96% de toda a materia e enerxía do Universo, explica Enrique Fernández, do Institut de Física d’Altes Energies (IFAE); pode selo para comprender o 23% da materia escura porque o higgs podería ter partículas supersimétricas máis masivas, aínda non descubertas, que aclaren de qué está formada esta enigmática materia.