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¿SERÁ EL HIGGS DEL MODELO ESTÁNDAR?

Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/178/12
México, D.F., 30 de agosto de 2012

  • Evalúan expertos mexicanos los resultados reportados por el CERN
François Englert y Peter Higgs, quienes propusieron la existencia del bosón que lleva el nombre del científico británico, celebran el anuncio de su probable descubrimiento.
François Englert y Peter Higgs, quienes propusieron la existencia del bosón que lleva el nombre del científico británico, celebran el anuncio de su probable descubrimiento.
Foto: CERN
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En una mesa redonda organizada por el Instituto de Física de la UNAM el pasado 9 de agosto, investigadores de diversas universidades, entre ellos algunos participantes de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y miembros de la Academia Mexicana de Ciencias, se refirieron al probable descubrimiento del bosón de Higgs. Aún falta estudiar con precisión la naturaleza y propiedades de la nueva partícula, pero hay varias pistas que apuntan a que sí es lo que tanto se está buscando.

El 4 de julio la noticia dio la vuelta al mundo a gran velocidad, y una pequeñísima partícula se volvió famosa tras el anuncio de que los experimentos CMS y ATLAS del LHC habían observado una nueva partícula que es consistente con el bosón de Higgs.

Sin la necesidad de usar sobrenombres con alusión a ninguna divinidad, la sola posibilidad de su descubrimiento es noticia suficiente para emocionarse pues se podría comprobar la consistencia del Modelo Estándar que, en la física, describe a las partículas fundamentales y sus interacciones para explicar cómo se constituye la materia. De acuerdo a su explicación, desarrollada desde los años 60, el bosón de Higgs es el que permite que las demás partículas tengan masa.

Asociado a esta partícula está el campo de Higgs, una especie de jalea o alberca, que llena todo el universo. Las partículas fundamentales, al moverse en este medio, experimentan una especie de fricción y de acuerdo a cómo es su interacción con el campo, su masa es mayor o menor. El bosón de Higgs es la partícula que se produce en estas interacciones y permite el intercambio entre las partículas y el campo.

Los físicos han tratado con mucha cautela el anuncio y los datos que hasta el momento se conocen, pues en la ciencia nada es lo último y definitivo y todavía hay que confirmar el descubrimiento.

Algunas pistas

Es importante saber si esta partícula corresponde a las medidas y predicciones del Modelo Estándar. Además del descubrimiento, esto sería “prueba de que el Modelo Estándar es consistente consigo mismo”, explicó la doctora Myriam Mondragón, investigadora del Instituto de Física de la UNAM. “Aquí en el Instituto se hizo el cálculo con todas las medidas de precisión que se han tomado, variando la masa del Higgs para ver el mejor ajuste estadístico que nos diría cuál es su masa”.

El doctor Jens Erler, colega del departamento de Física Teórica, realizó el cálculo en 2010 y después en enero de 2012 a partir de los datos disponibles de los experimentos CMS, ATLAS, Tevatrón (Fermilab) y LEP2, y obtuvo un resultado de 124.5 GeV ± 0.8 GeV (gigaelectronvoltios) para la masa del bosón de Higgs. De acuerdo a los nuevos datos de los ATLAS y CMS, la nueva partícula tiene una masa aproximada a 125 GeV.

Dentro de las predicciones del Modelo Estándar también se contempla que según sea la masa del bosón de Higgs, este puede decaer en otros tipos de partículas en cuestión de fracciones de segundo. Los detectores del ATLAS y CMS no observaron directamente a la nueva partícula, sino que encontraron los rastros de su desintegración en varios canales y detectaron que decaía en varias partículas elementales (4 leptones, o en 2 fotones, en cuarks y hasta partículas tau).
Hay que tomar en cuenta que el LHC “es una máquina de descubrimientos, no es una máquina de mediciones de precisión; y ya se está pensando en la nueva generación de aceleradores”, como señaló el doctor Eduard de la Cruz, investigador del CINVESTAV y participante del experimento CMS. Aún falta determinar el espín (rotación) de la partícula, que según el Modelo Estándar es 0 para el bosón de Higgs, y los datos prevén que está entre 0 y 2 para la nueva partícula.

Los detectores de ATLAS y CMS descubrieron algo nuevo en las millones de colisiones de partículas que se producen en el LHC a velocidades cercanas a la de la luz. Con una certeza del 99.99994% los datos obtenidos son consistentes con lo que debería producirse si es el Higgs del Modelo Estándar.

Coinciden los expertos: si parece Higgs, se comporta como Higgs y huele a Higgs, seguramente lo es; pero la cautela es necesaria. Se espera que en diciembre, antes de que se apague el LHC, haya más datos y certidumbre de los experimentos. Queda mucho trabajo por hacer.

¿Y si no es?

De no confirmarse el descubrimiento, la física teórica y experimental tendrían el enorme reto de explicar qué es la nueva partícula que se observó. Existen alternativas en otras teorías de la física, más allá del Modelo Estándar, que incluyen a esta partícula junto a otros bosones de Higss que requerirían de mayores energías para encontrar sus rastros.

Sin duda es un gran avance para la física y abre posibilidades para una física nueva. “De confirmarse el descubrimiento del Higgs, sería la culminación de dos proezas del intelecto humano: el Modelo Estándar de partículas elementales y el desarrollo de instrumentación especializada, como el LHC”, afirmó el doctor Manuel Torres, director del Instituto de Física de la UNAM y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.

Paula Buzo Zarzosa

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