El origen de la masa ?lvaro de R¨²jula

Aunque no del todo, entendemos sorprendentemente bien lo que son las cosas, y c¨®mo funcionan. Me refiero s¨®lo a su funcionamiento a nivel microsc¨®pico, claro est¨¢. Elementales son aquellas part¨ªculas que no est¨¢n compuestas -que sepamos- de otras a¨²n m¨¢s elementales. El Higgs, que tanto revuelo est¨¢ armando, no es una part¨ªcula como otra cualquiera: es la pieza m¨¢s codiciada, como hemos de ver.Las part¨ªculas y su comportamiento (las interacciones entre ellas) est¨¢n descritas por el Modelo Est¨¢ndar. El modelo es como el ajedrez: diferentes piezas (las part¨ªculas) y unas pocas reglas de juego. Un sinf¨ªn de posibilidades (las propiedades de todo lo que sabemos que existe) podr¨ªan en principio deducirse del comportamiento de unas pocas piezas, tambi¨¦n como en el ajedrez.

Las piezas del Modelo Est¨¢ndar son docena y media. Algunas tienen masa y otras no. La masa es esa propiedad que implica un cierto esfuerzo al poner en movimiento una part¨ªcula en reposo; de ah¨ª que se hable de masa inercial (recuerde el lector instruido que en la teor¨ªa de la gravitaci¨®n de Einstein, que incluyo en la definici¨®n de Modelo Est¨¢ndar, la masa gravitacional, responsable del peso de las cosas, no es algo independiente).

El fot¨®n -la part¨ªcula de luz- no tiene masa. Una de las reglas del Modelo Est¨¢ndar, una simetr¨ªa (algo as¨ª como la posici¨®n inicial de los alfiles y torres) proh¨ªbe que nada le genere una masa al fot¨®n. Esta simetr¨ªa es una receta absoluta contra la obesidad, un sortilegio que evita tambi¨¦n que puedan engordar otras dos part¨ªculas (el gravit¨®n y el glu¨®n). Pero el resto de ellas pueden adquirir masa y, de hecho, la tienen (con la debatible excepci¨®n de los neutrinos, para quienes las reglas no est¨¢n a¨²n del todo establecidas).

El electr¨®n y su primo el mu¨®n, por ejemplo, son dos part¨ªculas id¨¦nticas, excepto en el valor concreto de sus masas. ?De d¨®nde proceden ¨¦stas y por qu¨¦ tienen los valores que tienen? La respuesta a la primera pregunta, en el Modelo Est¨¢ndar, es una de sus reglas: el llamado mecanismo de Higgs, nombre que honra injustamente s¨®lo al eminente f¨ªsico escoc¨¦s, Peter Higgs.

Funciona as¨ª: el vac¨ªo, curiosamente, no esta vac¨ªo del todo, sino permeado por una esencia continua, llamada un campo (sabr¨¢ el lector avisado que, a diferencia del viejo ¨¦ter, este campo no contradice la teor¨ªa de la relatividad). El electr¨®n y el mu¨®n sufren una especie de fricci¨®n con este campo: esa fricci¨®n es la masa, o inercia. Las diferentes masas son distintas porque los coeficientes de fricci¨®n lo son. As¨ª de tonto.

Menos tonto es el hecho de que al campo que permea el vac¨ªo, como a todo otro campo, se le puede hacer vibrar, como a la gelatina. As¨ª como las vibraciones del campo electromagn¨¦tico son part¨ªculas de luz, las del campo de Higgs son part¨ªculas de Higgs. El descubrimiento de dichas part¨ªculas, con las propiedades muy concretas que el Modelo Est¨¢ndar les confiere, ser¨ªa un paso crucial en el entendimiento del origen de la masa: uno de los mayores misterios que hoy en d¨ªa la ciencia afronta.

El mecanismo de Higgs huele algo a chamusquina: los coeficientes de fricci¨®n que explican los valores concretos de las masas se ponen a mano. Por eso es a¨²n m¨¢s importante estudiar experimentalmente las part¨ªculas de Higgs, si existen. Quiz¨¢s la naturaleza nos de, como otras tantas veces, la pista que nos falta para entenderla a¨²n m¨¢s a fondo.

Los datos obtenidos por los experimentos del LEP son relativamente escasos, pero se parecen, como gotas de agua, a los predichos por el mecanismo de Higgs. Quiz¨¢s estemos en el umbral de un descubrimiento de talla may¨²scula. Dejarlo escapar ser¨ªa como concluir la partida sin saber si el jaque era mate.

?lvaro de R¨²jula es f¨ªsico te¨®rico del CERN.