Texto: Jaime Fernández - 30 sep 2022 11:28 CET

En el año 2012, en las instalaciones del CERN se descubrió el bosón de Higgs, una partícula central en el modelo estándar de física de partículas, de la que se había teorizado en los años sesenta del pasado siglo, pero que todavía no había sido detectada. Para hacerlo fue necesaria la cooperación internacional en la fabricación del enorme acelerador de partículas LHC y muchos experimentos en los que están involucrados un gran número de científicos españoles. Dos de estas investigadoras, Cristina Fernández Bedoya y María Cepeda, ambas del CIEMAT, han pasado por la Facultad de Ciencias Físicas para explicar, diez años después, cómo fue aquel hallazgo y en qué momento de la investigación están actualmente, porque como ocurre siempre en ciencia detrás de cada descubrimiento se abren infinidad de preguntas.

Cristina Fernández Bedoya repasó la historia del LHC (Gran Colisionador de Hadrones) y de dos de los experimentos que se hacen allí, el Atlas y el CMS, que fueron los que buscaron y encontraron el hasta entonces esquivo bosón de Higgs.

Reconoce la investigadora de que una de las principales dificultades de esa búsqueda radicaba en el desconocimiento de la masa de dicho bosón, lo que hacía más complejo saber donde mirar, mientras que otra complicación es que se producen muy pocas partículas de Higgs, así que es muy difícil de detectar.

Gracias al enorme LHC, de 27 kilómetros de diámetro, instalado a 100 metros bajo el suelo en la frontera entre Suiza y Francia, se pueden acelerar partículas cargadas, a velocidades cercanas a la de la luz, y con ello provocar choques que generen nuevas partículas. Además, para conseguir que las partículas giren dentro del LHC hace falta la creación de un campo magnético enorme, unas 16.000 veces el de la propia Tierra, y temperaturas más bajas que las del espacio exterior.

Todo junto suma uno de los mayores inventos de la humanidad, que además produce unos 40 millones de sucesos por segundo, que hay que filtrar hasta dejarse sólo en 100 que son buenos y que superan muchos cortes de calidad.

Las preguntas

María Cepeda asegura que aquel momento del descubrimiento en el año 2012 fue el final de una búsqueda, pero el comienzo de un nuevo campo de mediciones que permitirán entender mejor tanto la física de partículas como el universo.

Asegura Cepeda que gracias al LHC se han descubierto diferentes formas de producir el bosón de Higgs, y también distintas maneras en las que se desintegra y en las que se acopla con una gran parte (de momento) de las partículas del modelo estándar.

A día de hoy, se conoce que el bosón de Higgs tiene carga cero, se conoce su masa y más o menos se sabe cual es su vida media. Según la teoría, el bosón de Higgs es el que aporta masa al resto de partículas del modelo estándar, pero todavía no se sabe si lo hace a todos y tampoco se sabe como consigue su propia masa, por qué si es el bosón de Higgs el que aporta la masa a las demás partículas, ¿quién se la aporta al propio bosón de Higgs? ¿Es capaz de interactuar consigo mismo?

Otras preguntas que surgen en la investigación del Higgs son si está solo, si realmente es una partícula elemental, si se puede desintegrar de una forma inesperada, si será el portal a una nueva física más allá del modelo estándar, o si tendrá conexión con otras grandes preguntas como la materia oscura, la inflación o el destino del universo.

El LHC ya está en marcha de nuevo, recopilando datos, lo que hará de momento hasta 2026, cuando se actualizarán los detectores, y Cepeda tiene claro que en este tiempo se detectarán muchos más bosones de Higgs, lo que mejorará la precisión de los resultados y abrirá nuevas áreas que ahora mismo no se pueden medir.