Cosas incomprensibles para comprender el bosón de Higgs

Preguntarse quién es Francois Englert y qué hace junto al archiconocido Peter Higgs es tratar de indagar en la más evidente y menos entretenida del montón de cosas difíciles de entender que tiene el premio de este año, muy previsible desde el 4 de julio de 2012, cuando el CERN anunció que, por fin, había descubierto el bosón de Higgs.

Digo por fin porque Englert y Higgs, trabajando por separado, propusieron desde 1964, hace casi 50 años, la teoría que permitió la búsqueda y el descubrimiento de la que sería llamada, para pesar de muchos físicos, la partícula de Dios .

Tan rimbombante nombre, aunque es producto de una mojigatería (un editor que, para no ofender, cambió el título The Goddamn Particle, la partícula maldita, por The God Particle), no es en vano. He aquí algunas cosas difíciles de entender que nos permitirán comprender al menos la importancia de la partícula de Higgs, y quizá hasta la propia partícula.

LA PARTÍCULA ÚNICA Y FAMOSA Y EL CAMPO CASI DESCONOCIDO

La partícula es la parte medular del Modelo Estándar de la física de partículas, el cual describe, nada menos, cómo está construido el Universo, y postula que todo, desde estas páginas y los ojos con que las lees, lector, hasta el quásar más lejano, está hecho con los mismos materiales: las partículas de materia, cuyas interacciones están mediadas por las partículas de fuerza.

Este modelo descansa no solo en la partícula de Higgs, Englert y el fallecido Robert Brout (colega de Englert), sino que está relacionada con un campo invisible e intangible que cubre todo el espacio, incluso cuando parece estar absolutamente vacío.

Sin ese campo, las partículas de materia no tendrían masa y, como los fotones de luz, viajarían por el vacío a 300,000 kilómetros por segundo sin posibilidad de detenerse, juntarse e integrar átomos o moléculas.

El campo de Higgs (la verdadera propuesta revolucionaria de los ganadores del Nobel) es único en la física, ya que, a diferencia de todos los otros campos, no llega al cero en su nivel más bajo de energía, sino que siempre está ahí, incluso en el vacío.

La existencia de la partícula y el campo, es en sí una peculiaridad incomprensible (hasta ahora), pues todo indica que en el origen del Universo no existía y las partículas carecían de masa, pero una mil millonésima de segundo después del Big Bang aparecieron el campo y la partícula cuya existencia predecirían , casi 14,000 millones de años después, Higgs, Englert y Brout.

EL APARATO MÁS APARATOSO

Francois Englert dejó la ingeniería para dedicarse a la física teórica porque los principios le gustan más que las aplicaciones. Pero Peter Higgs detesta los aparatos. Resulta paradójico que para demostrar la existencia de la partícula que lleva su nombre se haya usado el aparato más complejo y poderoso que se haya construido.

En un túnel de 27 kilómetros de largo, donde está el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), dos grupos de unos 3,000 científicos se encargan de los enormes detectores ATLAS y CMS, que pueden registrar, cada uno, 40 millones de colisiones de partículas por segundo.

200 billones de protones, comprimidos en dos rayos ultrafinos, se inyectan cada 10 horas en el LHC en direcciones opuestas, y en un instante, viajando al 99.99999% de la velocidad de la luz, chocan…

Bueno, unos cuantos chocan. Cada vez que dos masas de protones colisionan ocurren, en promedio, una veintena de colisiones frente a frente. Y menos de una colisión de protones en 1,000 millones de ellas vale la pena para propósitos científicos. Aunque eso sí, cada colisión produce alrededor de mil partículas…

Si te estás preguntando, lector, cómo el choque de dos partículas produce mil, recuerda la famosa ecuación de Einstein, E=mc2 y que la velocidad de la luz es un numerote. Esto quiere decir que si la masa se transforma en energía lo hace en mucha energía, tanta como la cantidad de masa multiplicada por la velocidad de la luz elevada al cuadrado. Por eso la bomba atómica es tan poderosa.

La conversión inversa, m=E/ c2 es entonces muy modesta, pero estos protones van a una velocidad que es casi la velocidad de la luz, es decir, su choque involucra muchísima energía, ocho teraelectronvolts (TeV)… Muchísima tratándose de dos protones, ya que un TeV equivale más o menos a la energía del vuelo de un mosquito.

Esa cantidad alcanza para producir unas mil partículas, muchas de ellas más pesadas que los protones, como el bosón de Higgs, que requiere de 125 GeV para producirse y pesa unas mil veces más que el protón.

LA PRIMERA PIEZA Y LA ÚLTIMA A LA VEZ

Otra cosa difícil de entender es que si bien el bosón de Higgs fue la última pieza del rompecabezas del Modelo Estándar, fue la primera en concebirse.

En palabras de Francois Englert, que concedió una entrevista a medios reunidos ayer en Estocolmo:

Se publicó en 1964, después de mucho pensarlo. En esa época, pensamos que de esa manera resolvíamos el problema de las fuerzas de corto alcance, que no parecía tener solución […] Y tuvimos que esperar.

Primero, a que la teoría se aplicara a algo, que es el Modelo Estándar, lo que tomó algo de tiempo, eso fue a principios de los 70, y durante esa década se desarrolló el Modelo Estándar, y entonces se empieza a buscar alguna prueba. El modelo se verificó muy bien, salvo por el bosón , que se encontró hasta julio de 2012.

FRANCOIS ENGLERT, LA FÍSICA COMO DROGA

Nacido en Bruselas el 6 de noviembre de 1932, Francois Englert obtuvo primero un diploma de ingeniero civil y luego se orientó hacia la física.

"Me dí cuenta que lo que me interesaba era comprender la leyes que rigen los fenómenos, y menos cómo utilizarlas técnicamente", contó el año pasado.

Poco después, él y su "cómplice" Robert Brout, lograron uno de los mayores avances de la física del siglo XX. "En 1964 estábamos seguros de la coherencia lógica de nuestra teoría (...) y publicamos nuestro artículo en la Physical Review Letters", contó. El artículo fue publicado dos semanas antes que el de Peter Higgs.

Cuando en 2012, al encontrar el bosón sus trabajos fueron confirmados, Englert quedó "encantado", pero eso no provocó una excitación comparable a la que sentí en 1964 cuando junto a Brout comprendimos que nuestra teoría no tenía fallas desde el punto de vista lógico".

Englert siempre hizo del "placer" el motor de sus investigaciones. "La física, es un poco como una droga. Me sigo interesando en algunos problemas", dijo este aficionado a la música que encuentra en la creación científica "una forma de estetismo".

PETER HIGGS, EL FÍSICO QUE ODIA LOS ARTILUGIOS

Nacido el 29 de mayo de 1929 en Newcastle, Inglaterra, Peter Higgs siente aversión a los artilugios tecnológicos y es unánimemente descrito como modesto, hasta el punto de disgustarle que el "bosón" que le valió este martes el premio Nobel lleve su nombre.

Higgs era un simple profesor no numerario cuando concibió la existencia de una partícula teórica que los investigadores del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) hallaron en 2012 tras una larga búsqueda: el bosón de Higgs.

Tímido y discreto, Higgs vive en Edimburgo, en Escocia, donde fue profesor, sin teléfono celular, televisión y habiendo resistido hasta hace muy poco a comprarse un ordenador, según el semanario The Sunday Times.

La misma fuente dice que en los últimos tiempos ha sufrido problemas de salud que le llevaron a irse de viaje ante el anuncio del Nobel, que llegó este martes.

"Me siento abrumado por recibir este premio" dijo Higgs en un comunicado difundido por la universidad de Edimburgo.

"Espero que este reconocimiento de la ciencia fundamental ayude a concienciar sobre la importancia de la investigación imaginativa", agregó, dando las gracias a la Real Academia sueca de las Ciencias.

(Con información de nobelprize.org, AFP y Reuters)