El Bosón de Higgs, de la nada al todo

Hace un par de días empezó a difundirse un importante descubrimiento científico, probablemente el mayor descubrimiento en un siglo:

se ha confirmado la existencia del bosón de Higgs. 

El bosón de Higgs es la única partícula predicha por el Modelo Estándar de Física de Partículas—la tabla periódica del mundo subatómico—que aún no había sido descubierta.

Este modelo describe perfectamente las partículas elementales y sus interacciones.

Sin embargo, queda una parte importante por confirmar, precisamente la que da respuesta al origen de la masa, el origen de todas las cosas, el bang del Big Bang…

Bien, primero necesitamos saber qué es un bosón. Las partículas subatómicas se dividen en dos tipos: fermiones y bosones.

Los fermiones son partículas que componen la materia, y los bosones portan las fuerzas o interacciones.

Los componentes del átomo (electrones, protones y neutrones) son fermiones, mientras que el fotón, el gluón y los bosones W y Z, responsables respectivamente de las fuerzas electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil, son bosones.

Para entender la importancia del bosón de higgs hay que dar unos cuantos pasos atrás.

En primer lugar, sabemos que la materia está formada por átomos.

Un átomo es como un Sistema Solar en miniatura: tiene un gran núcleo central (compuesto por protones y neutrones) y a su alrededor giran los electrones.

Los protones y los neutrones están formados de unas partículas más pequeñas llamadas quarks.

Al contrario que los protones y los neutrones, los electrones son partículas elementales, es decir, no se pueden dividir más.

Esto significa que el electrón y los quarks son partículas elementales, hasta aquí todo es correcto, el problema surge al comparar las masas de dichas partículas.

Por ejemplo, un quark “cima” pesa 350.000 veces más que un electrón. Para que os hagáis una idea de lo que significa este número: es la misma diferencia de peso que hay entre una sardina y una ballena.

Para explicaresto, en los años 60, varios físicos, entre ellos el británico Peter Higgs, postularon un mecanismo que se conoce como el ‘Campo de Higgs’.

El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio,formado por un incontable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada por una fricción con el campo de Higgs, por lo que las partículas que tienen una fricción mayor con este campo tienen una masa mayor.

Según la cosmología moderna, ese campo es un residuo directo del Big Bang. El campo de Higgs fue la primera cosa que existió una fracción de segundo después del origen de nuestro universo, y la que explica no solo las propiedades de este mundo —como la masa exacta de todas las demás partículas elementales—, sino también su mera existencia.

El campo de Higgs fue el hacedor del bang, o de la inflación formidable que convirtió un microcosmos primigenio de fluctuaciones cuánticas en el majestuoso cielo nocturno que vemos hoy. Cada galaxia, y cada supercúmulo de galaxias, nació como un grumo microscópico en la jungla cuántica que ocupó el lugar de la nada en el primer instante de la existencia, como una ínfima fluctuación en la Bolsa de valores del vacío, amplificada hasta el tamaño de Andrómeda o de la Vía Láctea por la vertiginosa expansión —o inflación— del universo impulsada por el campo de Higgs.

He ahí la importancia del bosón de higgs, ya que 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 como la conocemos, por lo que tampoco habría química, ni biología ni existiríamos nosotros mismos.

El bosón de Higgs por fin ha sido detectado en el LHC conocido como acelerador de partículas, en Ginebra.

El acelerador de Ginebra nos acerca más que nunca a la época remota en que todas las partículas y todas las fuerzas eran iguales, en que los campos de fuerza estaban evaporados. El campo de Higgs fue el primero en condensarse, y ello eliminó en cascada la simplicidad del universo primitivo: las partículas elementales adquirieron distintas masas, y también los bosones (como el fotón) que transmiten las fuerzas elementales, con lo que la única fuerza primordial se separó como las lenguas en la Torre de Babel.

El descubrimiento de la partícula, es el comienzo de una nueva fase en la Física de Partículas ya que el bosón marca el camino en la investigación de otros muchos fenómenos físicos como la naturaleza de la materia oscura (que compone el 23 por ciento del Universo pero cuyas propiedades son completamente desconocidas).

Adrián Valera & Denisse Caizatoa

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