“No descubrir el Higgs apuntaría a teorías, incluso, más profundas y atractivas que las actuales”

ENTREVISTA A JAVIER CUEVAS MAESTRO, investigador en el LHC, el supercolisionador del CERN

· Conocer mejor la estructura de la materia permitirá obtener respuestas sobre el origen y el futuro del Universo

· El LHC constituye el experimento científico más complejo que haya realizado el ser humano

· Las colisiones de partículas originan estados nuevos de la materia de condiciones similares a las del Big Bang

· La existencia del bosón de Higgs es clave para confirmar las teorías del modelo estándar de Físca de Partículas

El ATLAS es uno de los cinco detectores de partículas (junto al ALICE, CMS, TOTEM y LHCb) del Gran Colisionador de Hadrones del CERN. / Imagen: Maximilien Brice

La comprensión de la estructura de la materia es uno de los aspectos básicos en Física. En Suiza se encuentra el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). El LHC fue diseñado para colisionar haces de partículas subatómicas a altísimas energías con el propósito principal de examinar la validez y límites del modelo estándar. El modelo estándar es actualmente el marco teórico de la física de partículas. El descubrimiento más importante que esperan hacer los científicos es encontrar ‘la partícula divina’: el bosón de Higgs. La existencia de esta escurridiza partícula daría muchas respuestas a los científicos sobre el origen y el futuro del Universo.

Javier Cuevas Maestro, investigador español en el LHC

A continuación, la entrevista a Javier Cuevas Maestro, investigador español en el supercolisionador del CERN en Suiza.

Pregunta. El gran supercolisionador de hadrones es un experimento dirigido a conocer la estructura de la materia.  ¿Por qué se invierte tanto dinero y esfuerzo en conocer a fondo la materia que nos rodea?

R. La comprensión de la estructura de la materia es precisamente uno de los aspectos básicos en Física. El que los átomos estén hechos finalmente de quarks y leptones (partículas subatómicas) y ellos forman la estructura básica de la materia ordinaria, nos permitirá obtener respuestas fundamentales sobre el comportamiento del Universo, su origen, cómo evoluciona y cómo envejece.

P. ¿Es el LHC el experimento más importante que haya realizado el ser humano?

R. El LHC y los detectores que en él se encuentran, constituyen probablemente el experimento científico más complejo que se haya construido  hasta ahora. El LHC es un acelerador de partículas que desde 2010 ha logrado colisiones a la energía más alta alcanzada hasta la actualidad en condiciones controladas,  7 TeV (teraelectrovoltios), que durante 2012 funcionará a 8 TeV, y en 2014 posiblemente a la energía de colisión nominal (la máxima potencia útil que puede suministrar o absorber un sistema) de 14 TeV.

(Teraelectrovoltios=1 000 000 000 000 de electronvoltios, el equivalente a unas 5000 veces el valor de la energia nuclear desprendida en la fisión de uranio.)

P. ¿Qué se consigue al colisionar las partículas a energías tan altas?

R. Las partículas se hacen colisionar para crear a su vez nuevas partículas cuya masa puede ser tan grande, en principio como la energía de colisión, a través de la famosa equivalencia entre masa y energía, E=mc2. La posibilidad de obtener estos nuevos estados de la materia, permite ir acercándose a condiciones cada vez más cercanas a las del Big Bang y por tanto entender mejor la evolución del Universo, desde esas condiciones cercanas al Big Bang a las actuales de un Universo frío y en expansión.

P. Un término que tiene últimamente mayor relevancia en los medios es el ‘bosón de Higgs’. Parece que es una especie de tesoro tras el que vais todos los físicos de partículas. ¿Podrías explicarnos, primero, qué es un bosón?

Varios bosones pueden estar en un mismo estado y juntos. En cambio, no puede haber dos o más fermiones en un mismo estado

R. Un bosón es una partícula con espín (una propiedad más de las partículas, como puede ser la masa, la carga, etc.) entero, a diferencia de los fermiones, como el electrón, el protón, etc, que lo tienen semientero y se llaman fermiones.  Cada tipo obedece a una estadística diferente, la de Bose-Einstein, o la de Fermi-Dirac. De modo muy simple, podemos tener tantos bosones como queramos en una misma posición del espacio y del tiempo, mientras que esto no es posible para los fermiones que obedecen al principio de exclusión de Pauli.

P. El bosón de Higgs, ¿es uno más de estos bosones o tiene algo de especial?

R. El bosón de Higgs es un bosón un poco particular, puesto que todos los bosones que conocemos como partículas elementales  tienen espín diferente de cero, son bosones vectoriales, el de Higgs sin embargo, en su versión más simple, la del modelo estándar, tiene espín 0, y por tanto decimos que es un escalar, lo que le convertiría en una partícula única también en ese sentido.

P. ¿Qué importancia tiene el bosón de Higgs para el modelo estándar?

R. El modelo estándar de Física de Partículas, reúne en unos pocos principios de modo matemáticamente muy elegante la comprensión de la interacción electromagnética, débil y fuerte,  es decir todas las conocidas menos la gravitación, y explica y predice  la mayoría de los fenómenos que se observan en la Naturaleza  con precisiones extraordinariamente  altas.

Una de las propiedades que no se puede derivar directamente de la dinámica del modelo estándar es la masa de las partículas, para ello se introdujo el mecanismo de Higgs, que a través de la interacción de las partículas elementales con el campo de Higgs genera la masa de las mismas. La consecuencia es la existencia del bosón de Higgs, cuyo descubrimiento confirmaría este mecanismo.

P. Hay quien lo ha llamado ‘la partícula divina’ o ‘la partícula de Dios’. ¿Este nombre se lo puso algún esotérico o tal vez alguna persona con esperanzas de acercar un poco la ciencia a la religión? ¿De dónde viene?

R. No, fue cosa del Noble Leon Lederman. Dada su importancia, en sentido metafórico, la calificó como la partícula de Dios, pues su descubrimiento y la comprensión de sus propiedades permitiría entender el Universo más adecuadamente.

P. ¿Cuáles serían las consecuencias de no encontrar el bosón de Higgs? ¿Qué probabilidad existe de que esto ocurra?

R. Evidentemente si se descubre el bosón de Higgs se confirmaría el mecanismo propuesto por Peter Higgs y otros físicos, Brout, Engler en los años 60 resolviendo una cuestión fundamental para nuestro conocimiento de los sistemas físicos como es el origen de la masa de las partículas. En caso de que este mecanismo no fuera totalmente correcto, y no se descubriese el bosón de Higgs, es muy probable que un mecanismo similar o extendido acabase explicando esta propiedad fundamental de las partículas. Esta posibilidad es considerada por muchos más atractiva ya que podría apuntar a teorías, incluso, más profundas y atractivas que el mecanismo de Higgs. En cualquier caso, otros principios físicos, como la unitariedad, nos llevan a pensar que esto ocurrirá a energías alcanzables en el LHC.

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Víctor Jover @CalleCiencia

Acerca de victorjover
Estudiante de Periodismo y Diplomado en Magisterio apasionado del misterio, la ciencia y la filosofía.

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