¿Qué es la partícula de Dios?

Esta partícula es la última pieza que falta en el Modelo Estándar, la teoría que describe la formación básica del universo. Las otras 11 partículas que se predecían en el modelo ya se han encontrado, y hallar el Higgs validaría el modelo. Descartarla o encontrar algo más exótico obligaría a revisar nuestra comprensión de cómo se estructura el universo. Los científicos creen que en la primera billonésima de segundo tras el Big Bang, el universo era una gran sopa de partículas avanzando en distintas direcciones a la velocidad de la luz, sin ninguna masa apreciable. Fue a través de su interacción con el campo de Higgs como ganaron masa y, con el tiempo, formaron el universo. El campo de Higgs es un campo de energía teórico e invisible que invade todo el cosmos.Algunas partículas, como los fotones que componen la luz, no se ven afectadas por él y por lo tanto no tienen masa. A otras las cubre, produciendo un efecto similar al de los cereales reunidos en una cuchara. Esa partícula es teórica, y su existencia fue propuesta en 1964 por seis físicos, entre los que estaba el británico Peter Higgs.Su búsqueda comenzó a principios de los 80, primero en el ahora cerrado colisionador de partículas Tevatron del Fermilab, cerca de Chicago, y más tarde en una máquina similar en el CERN. La investigación se intensificó a partir de 2010, cuando se puso en marcha el Gran Colisionador de Hadrones del centro europeo.

¿Cuál es la importancia de este descubrimiento? 

Este anuncio es, en palabras de los científicos del CERN, la "más sólida evidencia de la existencia de la partícula de Higgs".De momento, lo que se sabe con certeza es que se ha descubierto una nueva partícula que encaja en lo que se esperaba del bosón de Higg.Sin embargo, indican, si ésa es la partícula divina o una partícula más compleja es algo que no se sabe aún.Una confirmación sería uno de los mayores descubrimientos científicos del siglo. El posible hallazgo del bosón de Higgs fue comparada por algunos físicos con el programa Apollo que llegó a la Luna en los 60.

Pero, ¿qué es el bosón de Higgs?

De forma completamente segura -al menos hasta que se confirmen los descubrimientos anunciados esta miércoles por el CERN- sólo existe en la mente de los físicos teóricos.Por ahora existe una teoría casi completa sobre cómo funciona el Universo en un sentido amplio: desde las partículas que componen los átomos y las moléculas de la materia que vemos hasta las más extrañas.Esa teoría se llama Modelo Estándar. Sin embargo, hay un enorme agujero en ella: no explica por qué las partículas tienen masa.El mecanismo de Higgs -una explicación para justificar ese hueco en la teoría- fue propuesto por seis físicos en 1964, entre ellos el británico Peter Higgs.

¿Qué es un bosón?

Un bosón es uno de los dos tipos básicos de partículas elementales de la naturaleza (el otro tipo son los fermiones). La denominación "bosón" fue dada en honor al físico indio Satyendra Nath Bose.

¿Por qué importa? 

El bosón de Higgs es la pieza que falta para comprender el funcionamiento de la masa y, por extensión, la forma cómo se cimenta el Universo.La masa es, dicho de un modo sencillo, la medida de la materia que contiene algo: una partícula, una molécula o una vaca.Si no fueran masa, todas las partículas fundamentales que componen los átomos y las vacas se desvanecerían a la velocidad de la luz y el Universo tal como lo conocemos no habría podido constituirse en materia.El mecanismo de Higgs propone que existe un campo que atraviesa el Universo -el campo de Higgs- que permite a las partículas obtener su masa. La interacción con ese campo -con los bosones de Higgs que salen de él- otorgaría masa a las partículas.

¿Cómo buscan los científicos el bosón de Higgs? 

Irónicamente, el Modelo Estándar no predice la masa exacta del bosón de Higgs. Los aceleradores de partículas como el del CERN, situado entre Francia y Suiza, intentan buscar la partícula de forma sistemática en una serie de rangos de masa en los que podría situarse.El acelerador funciona haciendo colisionar dos chorros de partículas subatómicas -protones- a una velocidad cercana a la de la luz.Eso genera una enorme lluvia de partículas que sólo pueden crearse con altas energías. Los científicos del CERN han esperado largamente que el bosón de Higgs aparezca en algún momento en la maraña de esa lluvia de partículas.Si se comportara como los investigadores creen que debería hacerlo, podría descomponerse entre las demás, pero dejaría un rastro que probaría su existencia.Pero esta no es la primera máquina en intentar cazar la partícula. La máquina del LEP (Gran Colisionador de Electrones Positrones, por sus siglas en inglés) funcionó entre 1989 y 2000 y descartó que la partícula de Higgs se encontrara en un rango determinado de masa.El acelerador Tevatron, en Estados Unidos, siguió buscando la partícula por encima de ese límite antes de que lo desconectaran este año.Los datos generados por ese aparato aún se están analizando y podrían ayudar a confirmar o descartar la existencia de la partícula.El Gran Colisionador de Hadrones del CERN -el acelerador de partículas más poderoso- es el experimento más potente que podría arrojar luz en la caza de la partícula de Higgs.

¿Cuándo sabremos si encontraron la partícula de Higgs?

Como con el resto de partículas físicas, este es un punto delicado. El bosón de Higgs podría aparecer en un rango de masas concreto y algunas señales -una especie de "golpe" en los datos como el anunciado este miércoles- podrían indicar que se encuentra ahí, entre el resto de partículas.Asegurarse de que ese "golpe" se debe realmente a la partícula de Higgs es otra cuestión.Si se lanza una moneda 10 veces y ocho veces sale cara, podríamos pensar que la moneda está trucada.Pero eso sólo se puede afirmar con cierta seguridad después de haberla lanzado varios cientos de veces. Lo mismo sucede con los científicos antes de que anuncien un "descubrimiento" formal. Necesitan haberlo comprobado repetidas veces.

¿Qué es el modelo estándar?

El Modelo Estándar es a los físicos lo que la teoría de la evolución es a la biología. Es la mejor explicación que ha encontrado la física sobre cómo se estructuran los elementos que forman el universo. Describe 12 partículas fundamentales, gobernadas por cuatro fuerzas básicas.Pero el universo es un enorme lugar y el Modelo Estándar sólo explica una pequeña parte de él. Los científicos han identificado una distancia entre lo que podemos ver y lo que debe haber ahí. Esa distancia debe llenarla algo que no comprendemos por completo, a lo que han bautizado como "materia oscura". Además, las galaxias se van distanciando unas de otras más deprisa de lo que deberían según las fuerzas que sí conocemos.Esta otra incógnita la explica la "energía oscura".Se cree que la materia y la energía oscura, de las que entendemos muy poco, suponen el 96 por ciento de la masa y la energía del cosmos. Confirmar el Modelo Estándar, o quizá modificarlo, sería un paso hacia el santo grial de la física, una "teoría de todo", que incluya la materia oscura, la energía oscura y la fuerza de gravedad, que el Modelo Estándar tampoco explica. Además, podría arrojar luz sobre ideas aún más esotéricas, como la posibilidad de los universos paralelos. El portavoz del CERN, James Gillies, ha dicho que al igual que las teorías de Albert Einstein desarrollaron y construyeron sobre la obra de Isaac Newton, el trabajo que hacen ahora los miles de físicos del CERN tiene el potencial de hacer lo mismo con la obra de Einstein.

¿Cuál es el umbral para tener una prueba?

Para poder anunciar un descubrimiento, los científicos se han marcado el objetivo de certidumbre que llaman "5 sigma". Esto significa que hay una o menos de una entre un millón de que las conclusiones de los datos recogidos del acelerador de partículas sean el resultado de un error estadístico. Los dos equipos que buscan el Higgs en el CERN, llamados Atlas y CMS, ahora tienen el doble de datos que les permitieron anunciar "fascinantes atisbos" del Higgs a finales de año y esto podría llevar sus resultados al otro lado de ese umbral de la prueba.

¿Cómo sabemos que la partícula de Higgs existe?

Hablando con rigor, no lo sabemos, y eso es lo que hace tan emocionante el trabajo del Gran Colisionador de Hadrones.Simplificando, la teoría predice un "Modelo Estándar de Higgs", que es el principal hilo conductor de la investigación actual.Pero la historia ha demostrado que las predicciones teóricas pueden equivocarse y la ausencia de la partícula de Higgs podría sugerir que se encuentra en niveles de energía diferentes, que se descompone en otras partículas o, quizá, que no existe.

¿Qué pasaría si no la encontramos? 

Los físicos más estrictos dirían que encontrar una partícula de Higgs que cumpliera de forma exacta la teoría actual, sería una decepción.Proyectos a gran escala como el Gran Colisionador de Hadrones fueron construidos para ampliar el conocimiento.En ese sentido, confirmar la existencia de Higgs justo donde se espera -aunque sería un triunfo para nuestro entendimiento de la física- sería mucho menos excitante que no encontrarla.Si estudios futuros confirman definitivamente que Higgs no existe, la mayor parte del Modelo Estándar debería ser revisada.Eso lanzaría nuevas líneas de investigación que podrían revolucionar nuestro conocimiento sobre el Universo de una manera similar a como lo hicieron las ideas de la física cuántica hace un siglo.