El corazón de la materia

La mayoría de los físicos creen que las respuestas a estas preguntas pueden ser encontradas en otra partícula llamada el bosón de Higgs. Pero nadie ha visto nunca un bosón de Higgs aunque el físico británico Peter Higgs lo descubrió en el verano de 1964. Ahora, los gobiernos europeos van a gastarse 3 billones de libras en un acelerador masivo de partículas subterráneo llamado Large Hadron Collider (LHC) en el laboratorio CERN en Génova.

Algunos llaman a esta partícula la “Partícula Dios” a pesar de que el mismo Higgs no aprueba cierto término ya que puede resultar ofensivo a algunas personas. Nadie se dio cuenta de la importancia de su investigación por aquel entonces. De hecho, escribió un artículo sobre esto para el periódico más importante de física en Europa y se lo rechazaron. Tuvo que enviarlo al periódico rival en EE.UU. Otros físicos de universidades belgas (François Englert y Robert Brout) también llegaron a las mismas conclusiones y su trabajo fue ignorado igualmente. La frase que Higgs escribió a uno de sus estudiantes de doctorado lo explica todo: “Este verano he descubierto algo que es totalmente inútil.”

El trabajo de Higgs se entrelazaba con uno de los conceptos más importantes de la física: la simetría. Los físicos dicen que una teoría es simétrica si no cambia cuando modificamos otra cosa. El problema en la década de los 60 era que las teorías básicas de las partículas eran demasiado simétricas. Los físicos tenían que encontrar algo que pudiera “romper” esta simetría y permitir que las partículas adquirieran peso.

Hoy conocemos este modelo como el mecanismo de Higgs, aunque al mismo Higgs cuando oye esta frase le falta tiempo para señalar a al menos media docena de físicos que se merecen también una porción del mérito. “La mayoría de lo que se asociado a mi nombre no debería haberlo sido,” dice, “pero probablemente el bosón de Higgs está correctamente vinculado a mí porque yo fui la persona que más atención le prestó.” Algunos cosmólogos como Hawking creen que el bosón no será encontrado nunca. Otros afirman que el mecanismo no es fácil de explicar. En 1993 hubo de hecho una competición para ver quién conseguía explicarlo en un folio A4. El premio era una botella de champagne.

David Miller, uno de los ganadores, describió una fiesta de bebidas organizada por un partido político con invitados esparcidos regularmente por el suelo. La anterior primer ministro llega a la fiesta y es rodeada por un montón de gente mientras se mueve por la habitación. Con esta analogía, la gente de la fiesta representa algo llamado el campo de Higgs, y Margaret Thatcher gana peso según se intenta mover a través de este campo. Alguien menos importante atrae menos seguidores y por ello gana menos peso. Por supuesto, Peter Higgs no explicó así el fenómeno en sus influyentes documentos en 1964.

La historia del bosón

La historia del bosón de Higgs comenzó en 1961, cuando Yoichiro Nambu, un físico de la Universidad de Chicago, mostró un proceso llamado “rotura espontánea de la simetría” que quizá pudiera explicar de dónde viene la masa. Para visualizar lo que significa, imagina una canica sobre la punta de un sombrero mexicano. El escenario es simétrico, porque es igual en todas las direcciones. Sin embargo, la canica no es estable y la simetría se rompe cuando cae hacia un lado. El campo de Higgs en realidad tiene esta forma.

Un año más tarde, otros científicos mostraron algunos fallos en la teoría y Higgs procedió a demostrar de nuevo la existencia de lo que él describe como la “partícula sobrante”. Esta nueva partícula es el bosón de Higgs. En otro periódico volvieron a rechazar su trabajo, diciendo que no podían publicarlo en ese momento y aconsejaron que lo mandara a otro periódico, aunque más tarde Higgs se enteró de que la verdadera razón fue que según la publicación “no era de relevancia obvia para la física”. Tras esto, añadió dos párrafos y lo envió a un periódico de Estados Unidos llamado Physical Review Letters, donde fue aceptado.

Sin embargo, llevó más tiempo a la comunidad de físicos que trabajaban con partículas darse cuenta de la importancia del trabajo del físico de Edimburgo. Higgs recuerda cómo daba charlas sobre su trabajo a audiencias escépticas en Harvard y Princeton. “Me enfrentaba a audiencias que de primeras pensaban que estaba loco,” recuerda. “Al final del día aceptaron que no lo estaba, pero no se dieron cuenta de que se podía hacer algo útil con el trabajo.”

Ironías de la vida

Al final, curiosamente, Weinberg y Salam – cuyo trabajo había sido invalidado por Higgs – fueron quienes usaron el mecanismo de Higgs para hacer uno de los más grandes avances en la historia de la Física, cuando combinaron las fuerzas débiles y electrónicas en una fuerza “electrodébil”. Weinberg, Salam y un físico estadounidense, Sheldon Glashow, compartieron el Premio Nóbel de 1979 de Física por su trabajo, y el bosón de Higgs se convirtió en parte del fundamental de la física de las partículas.

El resto no ha hecho historia porque nadie ha encontrado realmente un bosón de Higgs todavía. Higgs y otros miles de físicos creen que probablemente aparezca en el LHC. Si lo hace, Higgs – y posiblemente Englert y Brout – tendrán que hacer las maletas para ir a la ceremonia del Premio Nóbel en Estocolmo. Y si el bosón de Higgs no aparece, los físicos seguirán teniendo problemas con la masa.

Artículo original de The Independent, traducido y adaptado por Fernán González de LaFlecha.net