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El eterno legado científico de Peter Higgs


(Tiempo de lectura: 2 - 4 minutos)
Peter Higgs en el CERN. Marc Buehler / Flickr, CC BY-NC Peter Higgs en el CERN. Marc Buehler / Flickr, CC BY-NC

El pasado 8 de abril falleció el físico escocés Peter Higgs, que ha pasado a la historia por, entre otros logros, el descubrimiento de la partícula que lleva su nombre y que contribuye a explicar el universo.

El filósofo griego Demócrito ya consideraba que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles, llamadas átomos, entre las que existe vacío. Demócrito sugirió que la materia estaba formada por pequeñas partículas indestructibles que se movían continuamente en el espacio vacío y que dotaban de masa a la materia.

Miles de años después, Peter Higgs explicó el mecanismo por el cual se dota de masa a las partículas y dicho mecanismo predijo una partícula fundamental, bautizada como bosón de Higgs.

Su teoría para explicar de dónde provenía la masa de las partículas elementales la expuso y se publicó en 1964. En aquel manuscrito dio forma a la idea de que un mecanismo permitía la redimensión de la electricidad: adquiría masa cuando entraba en contacto con una partícula primigenia e invisible. Esto supuso un puente entre diferentes campos de la física teórica.

La prueba definitiva

Su hipótesis sustentada en un modelo matemático cobró fuerza cuatro décadas después, y le lanzó a la fama, cuando se construyó el mayor acelerador del mundo hasta el momento, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el centro europeo para la investigación en física de partículas y nuclear, el CERN. Un enorme complejo en Suiza diseñado para que las partículas, en este caso protones, colisionaran y permitieran comprobar lo que hasta entonces estaba en el campo de las ideas.

En 2012, los experimentos realizados en el LHC del CERN materializaron lo que hasta entonces era un supuesto: la partícula de Higgs existía y allí mostraron la evidencia. Este descubrimiento se consolida como el logro más destacado del modelo estándar de la física de partículas, la teoría más completa hasta el momento que explica el universo visible en su nivel más fundamental.

Con el hallazgo del bosón de Higgs se completaba el modelo estándar, que describe el conjunto de partículas elementales que componen todo lo que conocemos y las fuerzas que interactúan entre ellas para que funcionen como piezas de Lego que se ensamblan.

El bosón de Higgs es necesario para responder una pregunta clave: partículas como los quarks y los leptones tienen masa con la cual forman la materia, pero ¿de dónde obtienen esa masa? La respuesta es el llamado campo de Higgs, un entorno invisible que permea todo el universo y que impregna de masa a las partículas que navegan en él.

En ese campo de Higgs están los bosones de Higgs, que son los que “untan” de masa a las partículas que forman la materia.

Dos premios compartidos

En mayo del año siguiente, 2013, fue anunciada la concesión del Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica a Peter Higgs, Françoise Englert (otro físico teórico cuyos hallazgos contribuyeron a esta teoría) y el CERN por la predicción teórica y la detección experimental del bosón de Higgs.

Y en octubre Higgs recibió el Nobel de Física junto a Englert. En su declaración, el jurado de la academia sueca justificó la elección porque la explicación de Higgs, considerado un revolucionario, permitía sustentar la comprensión del universo, basada en una partícula que “se origina en un campo invisible que llena todo el espacio. Incluso cuando parece vacío, está ahí. Sin él no existiríamos”.

El legado científico de Peter Higgs se extenderá mucho más allá del alcance de los descubrimientos actuales. El bosón de Higgs, la “excitación” observable del campo de Brout-Englert-Higgs, está vinculado a algunas de las preguntas más intrigantes y cruciales de la física fundamental.

Hay varias preguntas que el modelo estándar no logra responder. Por ejemplo, no explica qué es la materia oscura, un misterioso componente del que está hecho el 27 % del universo. Tampoco explica por qué en el universo hay más materia que antimateria ni por qué se está acelerando la expansión del cosmos. Y otro gran vacío: no logra incluir la fuerza de la gravedad.

Esta partícula, aún bastante misteriosa, representa por tanto un portal excepcionalmente prometedor hacia la física más allá del modelo estándar.The Conversation

Santiago González de la Hoz, Catedrático de Física, Instituto de Física Corpuscular (IFIC - CSIC - UV)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.