Bosón de Higgs. Un poco más (y 2)

(Continuación) De manera que, según esta teoría, existen dos tipos de partículas:

a) Las que forman la materia ordinaria, denominadas fermiones. Ejemplos de este tipo de partículas son protones y neutrones.

b) Las que transmiten las fuerzas y son causa de la interacción, denominadas bosones. Como por ejemplo los mesones.

Tanto fermiones como bosones están formados por partículas más elementales denominadas quarks.

En esta interacción electrodébil las partículas intercambiadas son los fotones para la fuerza electromagnética y los bosones W y Z para la nuclear débil.

Hasta aquí el modelo teórico funciona a la perfección. Otra cuestión es como lo hace cuando medimos las masas de fotón y bosones. Entonces aparece un problema. Un problema de masa.

Mientras que los fotones aparecen sin masa, los bosones W y Z tienen casi cien (100) veces más masa que un protón. Algo inexplicado e inexplicable con este modelo de Glashow, Weinberg y Salam.

Una limitación teórica.

Mecanismo Brout-Englert-Higgs

Y aquí es donde entra la propuesta de Brout, Englert y Higgs para soslayarla.

Es lo que se conoce como mecanismo Brout-Englert-Higgs y justifica la aparición de las masa W y Z, cuando las partículas interactúan en lo que se ha dado en llamar Campo de Higgs que, aunque invisible, impregna todo el universo.

Un campo que justo después del Big Bang no existía, su valor era cero.

Pero que conforme el universo se fue enfriando, y cuando su temperatura alcanzó un valor crítico, este campo creció de forma espontánea y posibilitó que cualquier partícula que interactuara con él adquiriera masa.

Por lo que sabemos lo hace, además, de forma directamente proporcional. Cuanto más interactúa una partícula con este campo, más másica se torna.

De modo que partículas como los fotones, que no interactúan con él, resultan no tener masa.

Naturalmente, como todos los campos fundamentales, el de Higgs también tiene una partícula asociada: el bosón de Higgs, su manifestación visible. La prueba de su existencia.

De vuelta a la experimentación

Cuarenta y ocho años llevaban, aproximadamente, los científicos buscando esta partícula, el bosón de Higgs, cuando el 4 de julio de 2012 un equipo de científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) hacía el anuncio.

Se había descubierto una partícula subatómica, que podría ser el bosón de Higgs. La que está considerada clave para la comprensión del Universo y que empezó a 'perseguirse' en 1964.

Los experimentos que se llevaban a cabo en el CERN: el CMS, un detector en el Gran Colisionador de Hadrones, el LHC; y el ATLAS, que trabaja en la búsqueda del bosón, permitieron observar una nueva partícula en la región de masas de alrededor de ciento veintiséis gigaelectron voltios (126 GeV).

Por su valor se trataría de una partícula compatible con el del bosón de Higgs. Es decir que podríamos estar ante la mal llamada, partícula de Dios. Podríamos, pero es pronto para afirmarlo. Aún se tienen que medir otras propiedades para estar seguros.

Por ejemplo la de su baja vida media. El bosón vive muy poco antes de desintegrarse en partículas más ligeras y estables, que nos informan de sus propiedades. Y como por el modelo estándar sabemos la frecuencia y el modo de desintegración del bosón, se trata tan solo de compararlos con las de la partícula hallada. Y en esas estamos.

Este pasado marzo de 2013, el CERN presentó nuevos resultados sobre la partícula encontrada en 2012. Y apuntan en el mismo sentido. Por lo que vamos sabiendo, también está asociada al mecanismo que da masa a partículas elementales, la nueva partícula se parece cada vez más a un bosón de Higgs.

No obstante conviene ser cauto.

Puede que sea el deseado bosón del Modelo Estándar o puede que no. Que sólo se trate de una partícula más ligera de diversos bosones, a los que apuntan otras teorías que van en una dirección distinta a la del modelo estándar.

La búsqueda sigue.