?La part¨ªcula de Higgs por fin!

Por fin. Medio siglo despu¨¦s de haberse conjeturado su existencia, se ha descubierto la part¨ªcula de Higgs. Y es realmente importante: desde hoy se conoce un poco mejor c¨®mo funciona el universo. Ha hecho falta construir el m¨¢s potente acelerador de part¨ªculas, el LHC, dos colosales detectores y el trabajo y entusiasmo de miles de f¨ªsicos e ingenieros de todo el mundo volcados en la investigaci¨®n. El Higgs, dicho de modo muy sencillo, ayuda a explicar por qu¨¦ existe la masa de las part¨ªculas elementales. Si el electr¨®n, por ejemplo, no tuviera masa no se formar¨ªan los ¨¢tomos y sin ¨¢tomos no existir¨ªan ni estrellas, ni planetas ni personas.

En medio de una expectaci¨®n mundial y en un auditorio abarrotado de gente emocionada en el Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN), junto a Ginebra, los cient¨ªficos que trabajan con el gran acelerador de part¨ªculas LHC anunciaron este martes el descubrimiento. ¡°Hemos alcanzado un hito en nuestra comprensi¨®n de la naturaleza¡±, afirm¨® el director del CERN, Rolf Heuer.

El mism¨ªsimo Peter Higgs, veterano f¨ªsico te¨®rico de 83 a?os, que en los a?os sesenta, bas¨¢ndose en trabajos previos, propuso esta teor¨ªa para explicar el origen de la masa y en cuyo honor se llama la part¨ªcula, estaba en el auditorio del CERN y fue cari?osamente vitoreado. ¡°Estoy extraordinariamente impresionado por lo que ustedes han logrado. Mis felicitaciones a todos los implicados en este incre¨ªble logro, y es una felicidad haberlo vivido¡±, dijo. Cit¨® a los colegas que colaboraron en aquella teor¨ªa de hace casi 50 a?os y cedi¨® todo protagonismo a los f¨ªsicos del LHC que han hecho ahora el descubrimiento.

A las nueve de la ma?ana tom¨® la palabra Joe Incandela, portavoz de uno de los dos grandes detectores de part¨ªculas del LHC, el CMS, y durante 45 minutos fue exponiendo los resultados para concluir con el anuncio de que hab¨ªan encontrado una part¨ªcula de tipo bos¨®n de masa 125,3 gigaelectronvoltios (GeV). No dijo Higgs, pero el aplauso cerrado en el auditorio dej¨® muy claro lo que todo el mundo parec¨ªa pensar: debe ser el Higgs.

Tras el muy nervioso Incandela, lleg¨® el turno de su colega Fabiola Gianotti, la portavoz del otro gran experimento, el Atlas. Tambi¨¦n fue explicando los pormenores t¨¦cnicos de la investigaci¨®n hasta que al final dijo que su equipo ten¨ªa la firma de esa nueva part¨ªcula con 126,5 GeV de masa (perfectamente consistente con la medida del CMS, como aclar¨® m¨¢s tarde).

?Est¨¢n seguros? La certeza obtenida, seg¨²n explicaron, es de 5 sigma (en el caso de Atlas) y 4,9 (en CMS), lo que implica una probabilidad de error tan baja, menor que 0,3 en un mill¨®n, que los f¨ªsicos consideran efectivamente descubrimiento. Pero como cient¨ªficos, Heuer, Incandela y Gianotti precisaron una y otra vez que los que los datos de los experimentos muestran es la existencia de una nueva part¨ªcula, un bos¨®n, con esa masa. Ahora tienen que volcarse en la investigaci¨®n de sus caracter¨ªsticas para estar seguros de que se trata del bos¨®n de Higgs predicho en el Modelo Est¨¢ndar, la part¨ªcula que lo completa, la que faltaba en el puzle.

El Modelo Est¨¢ndar describe, con tremenda precisi¨®n, las part¨ªculas elementales y las fuerzas de interacci¨®n entre ellas. Pero tiene, o ten¨ªa, una ausencia important¨ªsima al no poder explicar por qu¨¦ tienen masa las part¨ªculas que la tienen. La respuesta la propusieron hace medio siglo el brit¨¢nico Peter Higgs y otros especialistas, con un mecanismo que explicar¨ªa ese origen de la masa de algunas part¨ªculas y que se manifestar¨ªa precisamente en una part¨ªcula nueva, el llamado bos¨®n de Higgs, que por fin asoma en los detectores del LHC.

¡°Sin masa, el universo ser¨ªa un lugar muy diferente¡±, explican los cient¨ªficos del CERN. ¡°Por ejemplo, si el electr¨®n no tuviera masa, no habr¨ªa qu¨ªmica, ni biolog¨ªa ni personas. Adem¨¢s, el Sol brilla gracias a una delicada interacci¨®n entre las fuerzas fundamentales de la naturaleza que no funcionar¨ªa si algunas de esas part¨ªculas no tuvieran masa¡±.

El porqu¨¦ de la importancia de la part¨ªcula de Higgs

El Higgs del Modelo Est¨¢ndar no es el final, no es la meta, sino el punto de partida de la investigaci¨®n del universo m¨¢s all¨¢ de la f¨ªsica conocida, recalc¨® Gianotti. Sandro Bertolucci, director cient¨ªfico del CERN, apunt¨® la importancia de ¡°los desconocidos no conocidos¡±, es decir, de las nuevas part¨ªculas y fen¨®menos que pueden ir surgiendo en los datos del LHC. No hay que olvidar que la materia corriente, la que forma personas, piedras, astros¡­ y que se rige por el Modelo Est¨¢ndar, supone solo el 4% del universo. El resto es energ¨ªa oscura y materia oscura, y de esta ¨²ltima los f¨ªsicos del CERN esperan encontrar indicios en el futuro.

De momento hay que asegurar que esa part¨ªcula de unos 126 GeV es el ansiado bos¨®n de Higgs. Los f¨ªsicos conocen sus caracter¨ªsticas te¨®ricas, excepto la masa, y ahora se trata de ir comprobando si se ajusta a ellas el bos¨®n descubierto. Heuer dijo que es como descubrir la cara de un amigo en una muchedumbre: ¡°Para estar seguro de que se trata de ¨¦l y no de su gemelo hay que acercarse y comprobar los detalles¡±.

Este descubrimiento no es una meta final, sino al contrario, el inicio de una nueva etapa de exploraci¨®n del universo

El mecanismo de Higgs es algo tremendamente t¨¦cnico, pero a lo largo de los a?os se han propuesto numerosos paralelismos para aclararlo. Una de las ideas m¨¢s eficaces es la propuesta por el f¨ªsico del CERN Gian Francesco Giudice en su libro A Zeptospace Universe: las part¨ªculas adquieren masa al interaccionar con el llamado campo de Higgs. Piense en agua en la que nadan delfines y se ba?an hipop¨®tamos, dice Giudice; para las part¨ªculas que no tienen masa, como el fot¨®n, el agua es totalmente transparente, como si no existiera, mientras que las que tienen masa, pero poca, se deslizan f¨¢cilmente sin apenas interactuar con el l¨ªquido, como los delfines. Las part¨ªculas masivas, como si fueran hipop¨®tamos, se mueven con dificultad en el agua. El campo de Higgs, el agua en el s¨ªmil, se expresa en determinadas condiciones como una nueva part¨ªcula, como una ola en el agua, que es la que probablemente han encontrado ahora los f¨ªsicos del LHC.

Para lograrlo, los cient¨ªficos han tenido que analizar billones de colisiones de protones contra protones en el LHC, porque en esos choques a alt¨ªsima energ¨ªa, muy de vez en cuando, puede crearse un bos¨®n de Higgs. Como es muy raro que se produzca, necesitan cantidades ingentes de choques para obtener la se?al suficientemente clara de que est¨¢ ah¨ª, de que no es un ruido del experimento ni producto de los artefactos estad¨ªsticos del experimento. En realidad, los f¨ªsicos no ven el Higgs, porque se desintegra inmediatamente, sino los productos de esas desintegraciones, que son como su firma. Luego reconstruyen los restos y ven si el Higgs ha existido en alg¨²n instante.

Que hay una part¨ªcula nueva y que es un bos¨®n est¨¢ claro, pero hay que seguir investigando para determinar sin lugar a dudas que se trata del bos¨®n de Higgs

La presentaci¨®n del descubrimiento, tras varios d¨ªas de especulaciones y rumores, no pod¨ªa ser m¨¢s esperada. Mucha gente hizo cola durante la noche a las puertas del CERN para asegurarse la entrada en el auditorio y presenciar en directo el momento hist¨®rico, que se transmiti¨® por Internet a todo el mundo.

La de este martes fue una ocasi¨®n de enorme satisfacci¨®n para los miles de cient¨ªficos (m¨¢s de 3.000 en CMS y otros tantos en Atlas) que han trabajado dur¨ªsimo, aportando talento y entusiasmo, repitieron una y otra vez Incandela y Gianotti, sin olvidar ¡°las fabulosas prestaciones del LHC¡± y del sistema de computaci¨®n distribuida, el Grid, que ha permitido analizar los datos de billones de colisiones de part¨ªculas.

Se trata de ciencia b¨¢sica, de conocimiento fundamental de la naturaleza, y a la pregunta de por qu¨¦ gastar recursos en ella en tiempos de crisis, Heuer fue clar¨ªsimo: ¡°Si uno tiene un saco de ma¨ªz puede com¨¦rselo todo o guardar parte para sembrar despu¨¦s; la ciencia b¨¢sica es esa parte del ma¨ªz que siembras despu¨¦s¡±.