Blanco es, gallina lo pone, frito nos lo comemos. ¿Qué es?

"Si parece un pato y camina como un pato, pues es un pato", en palabras de Pier Oddone, director del Americano Fermilab donde operó un poderoso acelerador de partículas cerrado este año.

Aunque no quisieron comprometerse con llamarlo por lo que todos se imaginan, los científicos de los experimentos Atlas y CMS del Gran Colisionador de Partículas en Ginebra (Suiza), revelaron haber encontrado una nueva partícula elemental en el sitio donde debería encontrarse el bosón Higgs, la llamada partícula de Dios (que no tiene que ver con un ser supremo).

El bosón es clave para explicar porqué existe la materia que compone el universo que vemos y que nos compone a nosotros mismos.

El anuncio se hizo en la Conferencia anual de Física de Partículas en Melbourne y es el mayor logro científico de las últimas décadas. "Es la versión de la Física del descubrimiento del ADN", opinó Peter Knight, director del Instituto de Física. Otros lo compararon con la conquista de la Luna.

En el salón se encontraba Peter Higgs, que en los años 60 propuso la partícula como parte del Modelo Estándar de la Física, la única que faltaba por ser hallada.

Emocionado, al borde de las lágrimas, solo atinó a decir "no creía que me tocara en vida (el hallazgo)".

Es que el bosón de Higgs supondría una nueva Física, una nueva manera de comprender el universo y la naturaleza y abre posibilidades al fascinante mundo de la existencia de otras dimensiones y a la explicación del 96 por ciento del universo que permanece oscuro. Toda una revolución.

Para Diego Restrepo, coordinador del Grupo Fenomenología de Interacciones Fundamentales de la Universidad de Antioquia, "el estudio detallado de las propiedades del Higgs puede ser una ventana hacia una nueva Física que involucre un candidato a materia oscura, así no se halle ninguna partícula adicional en el GCP".

Es esta una de las consecuencias directas del descubrimiento. "Los resultados son preliminares, pero la señal 5 sigma (el grado de confianza) en la región de masa alrededor de 125 GeV (gigaelectronvoltios) es dramática. Es una nueva partícula y sabemos que debe ser un bosón, el más pesado jamás hallado", expresó Joe Incandela, vocero del experimento Atlas.

Un electronvoltio es una unidad de energía igual a mil millones de electronvoltios.

El Atlas es un espejo del CMS: lo que uno halla, el otro debe confirmarlo. Y los dos presentaron resultados similares de los experimentos 2011 y 2012 ante la audiencia de físicos en Melbourne. "Estamos llegando a la fábrica del universo", recalcó Incandela.

De los dos experimentos hacen parte miles de científicos de decenas de países, incluidos grupos de la Universidad de Los Andes en el CMS y de la Universidad Antonio Nariño en el Atlas.

El Colisionador de Partículas o Gran Colisionador de Hadrones es el más grande acelerador del mundo y tuvo un costo de US $10.000 millones.

Para el anuncio se tomaron datos hasta el 18 de junio, por lo que el análisis es incompleto y se tendrá mejor visión hacia fines de este mes, pero eso no supondría que se retracte el hallazgo.

Los datos indican que solo existen cinco chances en 10 millones de oportunidades de que fuera un error.

La nueva física
El bosón es uno de los dos tipos básicos de partículas elementales de la naturaleza (el otro son los fermiones). El Higgs es la que faltaba por hallar de las que predice el Modelo Estándar, el que describe los constituyentes más pequeños del universo.

Este Modelo sugiere que el Higgs se desintegra a distintas combinaciones de partículas, o canales, distribuyéndose en estos según su masa.

Atlas se concentró en dos canales, llegando a un exceso estadístico significativo en el mismo rango de masas: alrededor de 126 GeV. Mediante combinaciones se obtuvo una significancia de 5 sigmas para la señal, lo cual significa que en un universo en el que no existiera el Higgs, solo una vez de cada tres millones se observaría señal tan evidente. "Creo que lo tenemos", consideró Rolf Heuer, director del CERN.

El hallazgo cuadra dentro del Modelo, pero eso no cambia el hecho de que "ahora, con 62 partículas elementales no puede ser el modelo definitivo de las interacciones fundamentales", explicó Guillermo Pineda, físico de la Universidad de Antioquia.

La búsqueda se hizo mediante la colisión de partículas a más de 99,99 por ciento la velocidad de la luz. Fueron billones de colisiones con una energía de 8 TeV (teraelectronvoltios), la mayor jamás lograda por la ciencia.

Los resultados son coherentes con lo esperado para el Higgs, pero se requieren más datos para establecer si la partícula tiene las propiedades previstas para el Higgs o si se trata de una nueva, lo que implicaría una Física más allá del Modelo Estándar. O, como dijo el CERN, ¿qué clase de Bosón Higgs hallamos? Sí, porque según la teoría de la Supersimetría podrían existir hasta 5 bosones Higgs, de acuerdo con Andy Parker, profesor de la Universidad de Cambridge.

En este largo esfuerzo de colaboración científica participó el Grupo de Física de Altas Energías de la Universidad Antonio Nariño en Bogotá.

Gabriela Navarro, argentina, doctora en Física, que integra el equipo desde sus orígenes, explicó que desde 2007 este se unió al Atlas y desde 2009, cuando comenzaron las colisiones, contribuyó con actividades científicas como la calibración y la identificación del mecanismo para reconocer las partículas, así como con el análisis de los datos.

El grupo proseguirá en la nueva etapa para determinar las propiedades del bosón.

Si es el Higgs, bienvenido. Así podemos explicarnos y explicar toda la materia que nos rodea. Si no es, más preguntas para responder.

De todas maneras, el anuncio de ayer es la noticia científica de lo corrido de siglo y de buena parte del pasado.
¿CÓMO FUNCIONA?
ESTE BOSÓN NO VIVE NI UN SEGUNDO
Las partículas, a diferencia de como se las puede imaginar el común de las personas, no son como bolas de billar que tienen una sustancia y son masivas, en palabras de Andy Parker. En las teorías cuánticas modernas no sucede eso. Si fueran dejadas a su devenir, no tienen masa y volarían a la velocidad de la luz. No habría átomos. Es decir, no estaríamos acá. El campo Higgs soluciona la inconsistencia: llena todo el espacio, las partículas tratan de moverse por él y así parecen tener su masa. Esto disminuye su velocidad y hace que se junten para configurar la masa que observamos en todo. El bosón Higgs es una vibración del campo que se crea con la suficiente cantidad de energía puesta sobre él.

El bosón es inestable y su vida media es de una fracción de segundo, lo que implica que se desintegra con rapidez en otras partículas, por lo que los experimentos solo pueden observarla midiendo los productos de dicha desintegración, explicó el boletín oficial del experimento Atlas.

La masa de la partícula hallada es 130 superior a la del protón.
¿QUÉ SIGUE?
HAY QUE DETERMINAR LAS PROPIEDADES
En lo que resta de 2012 continuarán las colisiones en el GCP para determinar las propiedades de la partícula. El bosón Higgs puede tomar muchas formas. En varias se liga con teorías como la Supersimetría, que considera la materia oscura y con aquellas que hablan de dimensiones extras. La primera es una alternativa muy llamativa para resolver algunos problemas del Modelo Estándar, aunque persisten algunos inconvenientes, según el físico Diego Restrepo.

Gabriela Navarro informó que se ampliarán los experimentos tres meses más antes de detener el colisionador para ajustes y ponerlo a operar con más energía en 2014. En este lapso se espera hallar algunas propiedades. Una de ellas es el espín, que Oliver Buchmueller, del CMS, cree podría determinarse a fines de este año.
COLOMBIAN HEADLINES
PHYSICISTS MAKE HISTORIC DISCOVERY
In Geneva, CERN director Rolf Heuer confirmed that two separate teams working at the Large Hadron Collider (LHC) are more than 99 percent sure they've discovered the Higgs boson, aka the God particle (even though it actually has nothing to do with religion), or at least a brand-new particle exactly where they expected the Higgs to be. One of theorists who helped develop the Higgs theory in the 1960s was Peter Higgs, who was present during the announcement and visibly emotional; "I never thought I would live to see it", he said.
ANÁLISIS
Sería el paso a una nueva y llamativa teoría
Jorge Iván Zuluaga
Doctor en Astrofísica
Profesor U. de A.

El Modelo Estándar, la teoría más completa y verificada experimentalmente de las partículas y las interacciones fundamentales, ha sufrido un revés.

No solo los datos observados en el Large Hadron Collider se alejan de las predicciones del modelo, sino que la masa observada para el Higgs (parte integrante del mismo modelo) tiene un valor que no puede explicarse dentro de esta teoría, sino que la masa observada para el Higgs (parte integrante del mismo modelo) tiene un valor que no puede explicarse dentro de esta teoría.

A este problema se lo llama el problema de la Jerarquía y aunque es anterior al descubrimiento, el hallazgo del Higgs renueva la discusión.

Todo apunta a que necesitamos una teoría más completa de las partículas y las interacciones fundamentales. Todo el mundo piensa que la Física solo está detrás de la unificación de la fuerza gravitacional y las demás fuerzas. Resulta que ni siquiera tenemos una teoría satisfactoria para explicar las interacciones ya unificadas (electromagnética y débil). La tenemos, pero es incompleta como lo demostró el descubrimiento.

Por ahora parece que el mejor candidato es la teoría conocida como Supersimetría: una teoría fascinante que esta circulando desde hace unos 30 años y que podría explicar casi todo lo que el Modelo Estándar no puede, incluyendo la masa del nuevo Higgs.

Ella predice la existencia de nuevas partículas (una por cada partícula ya conocida), las que serían muy pesadas y esta es la razón por la cuál no habría sido posible detectarlas todavía en el LHC. Sin embargo una de ellas, conocida como la “partícula supersimétrica más liviana” que sería estable y prácticamente imposible de detectar en el CERN, podría ser nada más y nada menos que la materia oscura que llena cada rincón del universo y que ha sido la responsable de la formación de las galaxias.

Si el LHC demuestra con el descubrimiento del Higgs y el estudio de sus propiedades, que Supersimetría es la teoría correcta, una nueva era de física se abriría y en ella cabrían fenómenos fascinantes antes no explicados por el Modelo Estándar.

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