Un acertado premio Pr¨ªncipe de Asturias a la Investigaci¨®n

El descubrimiento del bos¨®n de Higgs en los experimentos ATLAS y CMS del LHC en julio de 2012 se recordar¨¢ como uno de los hitos hist¨®ricos en la f¨ªsica de part¨ªculas. As¨ª lo ha reconocido, muy acertadamente, la concesi¨®n del Premio Pr¨ªncipe de Asturias este a?o a Peter Higgs, a Francois Englert, y al CERN. Buena prueba de ello es que nadie en la comunidad cient¨ªfica se sorprendi¨® cuando m¨¢s tarde este a?o se anunci¨® que el Premio Nobel ser¨ªa tambi¨¦n para Englert y Higgs. Todos estos galardones deben considerarse como un colof¨®n merecido a una apasionante historia que ha durado casi 50 a?os. ?Qu¨¦ es lo que pas¨® hace 50 a?os?

En la b¨²squeda de posibles explicaciones que permitieran entender por qu¨¦ algunas part¨ªculas, como los bosones intermediarios de las interacciones d¨¦biles (los W?s y el Z), ten¨ªan masa, mientras que otras no, como era el caso del fot¨®n, part¨ªcula mediadora de las interacciones electromagn¨¦ticas, tres importantes trabajos cient¨ªficos se publicaron en 1964, dando forma a una propuesta te¨®rica especialmente elegante e ingeniosa. Los autores del primero de los tres trabajos fueron Robert Brout (que falleci¨® en 2011) y Francois Englert, y casi simult¨¢neamente se public¨® el segundo siendo su autor Peter Higgs. Aunque la idea conceptual era la misma en ambos trabajos, al mecanismo propuesto se le acab¨® conociendo como mecanismo de Higgs. Y fue Peter Higgs qui¨¦n expl¨ªcitamente mencion¨® en su trabajo que dicho mecanismo implicaba la existencia de una nueva part¨ªcula que, de siempre, se ha conocido como ¡°bos¨®n de Higgs¡±. Poco despu¨¦s, tambi¨¦n en 1964, se public¨® el tercer trabajo, proponiendo la misma idea, y sus autores fueron Guralnik, Hagen y Kibble. Todo apunta a que hab¨ªan llegado a la misma conclusi¨®n que Brout, Englert y Higgs de forma independiente.

El mecanismo de Higgs permite entender lo que se conoce como ¡°rotura espont¨¢nea de la simetr¨ªa electrod¨¦bil¡± y, adem¨¢s, por qu¨¦ las part¨ªculas tienen masa. Un fant¨¢stico paso adelante en nuestra comprensi¨®n de las part¨ªculas elementales y de sus interacciones, y una pieza fundamental de lo que hoy conocemos como Modelo Est¨¢ndar. El Modelo Est¨¢ndar es nuestra biblia a la hora de describir cualquier proceso que queramos estudiar en f¨ªsica de part¨ªculas. Y es nuestra herramienta de c¨¢lculo a la hora de hacer predicciones que luego podemos verificar experimentalmente. Cada medida experimental que se ha ido realizando desde los a?os 60 no ha hecho m¨¢s que confirmar que la propuesta de Peter Higgs y compa?¨ªa funciona extraordinariamente bien. Es realmente fascinante el logro intelectual que supone haber sido capaz de imaginar algo que explica cosas tan complejas ?Por qu¨¦ ha hecho falta pues esperar tantos a?os para darles tan merecidos premios a estos f¨ªsicos te¨®ricos?

Es la norma por la que nos regimos los cient¨ªficos. Por muy bella y elegante que sea una propuesta, es necesario que tenga una completa y rigurosa validaci¨®n experimental antes de ser elevada a la categor¨ªa de Teor¨ªa. Todas sus predicciones deben ser verificadas. Mientras tanto solo podemos hablar de ¡°modelos¡±. Es el experimento quien tiene la ¨²ltima palabra y quien debe poner el sello de calidad final. Y al Modelo Est¨¢ndar le faltaba por validar una predicci¨®n: la existencia del bos¨®n de Higgs. Este ¨²ltimo ingrediente ha sido extraordinariamente dif¨ªcil de confirmar, a pesar del esfuerzo que se ha realizado durante d¨¦cadas por la comunidad de f¨ªsicos experimentales. Ha sido necesario construir una m¨¢quina tan extraordinaria como el LHC, y unos detectores tan gigantescos y complejos como ATLAS y CMS. Y ha sido posible gracias a un laboratorio como el CERN, y a una comunidad cient¨ªfica que ha demostrado hasta donde se puede llegar trabajando en equipo y en un proyecto global. Como bien dice el acta del jurado que ha concedido el premio, ¡°el descubrimiento del bos¨®n de Higgs constituye un ejemplo emblem¨¢tico de como Europa ha liderado un esfuerzo colectivo para resolver uno de los enigmas m¨¢s profundos de la F¨ªsica¡±. Es por eso que me parece especialmente acertado que el Pr¨ªncipe de Asturias incluya entre los galardonados al CERN.

Pero lo importante hoy es que el esfuerzo ha valido la pena. Muchos son los que pueden sentirse orgullosos de haber contribuido. Y entre ellos hay tambi¨¦n cient¨ªficos y t¨¦cnicos espa?oles. Toda nuestra comunidad se alegra del galard¨®n concedido a Peter Higgs, Francois Englert y al CERN. Sin duda es muy merecido. Hoy sabemos que el bos¨®n de Higgs es algo m¨¢s que una brillante propuesta de unos f¨ªsicos te¨®ricos. Tenemos evidencia sobrada de su existencia, y se est¨¢n midiendo sus propiedades que, de momento, son consistentes en todos sus aspectos con las predicciones del Modelo Est¨¢ndar. Queda camino por recorrer, y son muchos los que piensan que se acabar¨¢ encontrando alguna evidencia de que hay f¨ªsica m¨¢s all¨¢ del Modelo Est¨¢ndar. De nuevo, habr¨¢ que esperar a ver qu¨¦ dicen los datos experimentales que se tomar¨¢n en el LHC, por ATLAS y CMS, a partir de 2015. En cualquier caso, yo creo que ya va siendo hora de dejar de hablar de Modelo y darle el t¨ªtulo que se merece: es toda una Teor¨ªa.

Marcos Cerrada es Director del Departamento de Investigaci¨®n B¨¢sica del CIEMAT