Nota

Universidad Nacional del Nordeste - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura

14 de Enero de 2013 | 8 ′ 46 ′′

La aventura de seguir los rastros del bosón de Higgs

Pocas veces un proyecto científico tuvo tanta repercusión mediática mundial como ocurrió con el hallazgo de la “partícula de Dios” o el “bosón de Higgs”. No era para menos, se estaba frente a la llave que permitiría conocer el origen de la naturaleza y todo lo que esto significa. En entrevista con Argentina Investiga, uno de los científicos argentinos que participó en el proyecto de la “máquina de Dios” explica cómo continúan las investigaciones.

Transcurrido el impacto del anuncio, son más las preguntas que las certezas en este proyecto multinacional que demandó una inversión de 10 mil millones de dólares, y en el que participan más de 3.000 científicos de 38 países, entre los que se encuentra Argentina. El doctor Gustavo Otero y Garzón es uno de los dieciséis investigadores argentinos que participan del proyecto y visitó la Universidad para explicar detalles del megaproyecto.

En esta entrevista con Argentina Investiga explica la técnica empleada para hallar el bosón pero y, fundamentalmente, si encontraron lo que estaban buscando. Para entender los conceptos del doctor Otero y Garzón es necesario saber que: -Los resultados se obtuvieron a partir de los trabajos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más grande del mundo, emplazado en Ginebra a 100 metros de profundidad y con un diámetro de 27 kilómetros. 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.

-La búsqueda del bosón de Higgs se realizó en el marco de una teoría que predice el “modelo estándar”, un conjunto de reglas matemáticas que describe cómo todas las partículas conocidas en el universo interactúan entre sí.

-¿Se descubrió el bosón de Higgs o sólo evidencias de que existe?

-Se descubrió una partícula que es compatible con el Higgs del modelo estándar. Dentro de esa teoría hay una posible explicación de cómo las partículas adquieren masa a partir de su interacción con el Campo de Higgs -campo cuántico que, de acuerdo al modelo estándar provocaría que las partículas adquiriesen masa-. La partícula que observamos en el LHC es compatible con las características que tiene el bosón de Higgs. Pero falta aún realizar análisis más exhaustivos para determinar si efectivamente la partícula hallada es la que predice el modelo estándar.

-¿Entonces no se puede decir aún oficialmente que estamos en presencia del bosón buscado?

-No hay una confirmación oficial en realidad…

-¿Habrá una?, ¿tendría que ser confirmada de manera oficial?

-Es muy difícil, pero debo aclarar que los experimentos fueron muy cautelosos a tal punto que el paper escrito llevaba como título “Observación de una partícula compatible con el Higgs del modelo estándar”. Esa es una manera muy cuidadosa de decir “observamos una partícula nueva, se parece mucho al Higgs, pero todavía no podemos decir efectivamente si es el Higgs”.

-Su masa es uno de los parámetros para determinar si es el bosón buscado. ¿Dentro de qué rango de valores se lo buscaba?

-Dentro de la teoría uno no puede predecir cuál es la masa de esta partícula. Pero la teoría dice que si uno conoce la masa, se pueden obtener un montón de propiedades. Hubo experimentos que buscaron desde la década de los noventa en un rango de masas (que ahora nosotros llamamos baja) de 114 gigaelectrónvoltios (GeV) -unidad de masa-. Se llegaba a ese límite superior por cuestiones tecnológicas. La teoría predice que por arriba de 1.000 GeV, empieza a ser inconsistente. En consecuencia, con el LHC se buscó a la partícula en un rango entre los 114 y 1.000 GeV, y se cumplieron las predicciones ya que la hallada tiene 126 GeV.

-¿Cómo se determina la masa de una partícula que tiene vida efímera?

-Su corta vida está en relación con la masa. Se trata de un proceso complicado en el que uno trata de ver evidencias concretas sobre la masa de una partícula que vive poco tiempo, que decaen y mueren antes de poder ser captadas por un detector. No hay un detector que lea un Higgs. Lo que se hace es “inferir lo que ocurrió” y analizar los estados en los que decayó. El Higgs decae en productos que son más estables, que viven más tiempo y esos sí llegan al detector, por lo que se puede inferir qué es lo que ocurre en los “hijos” de esta partícula.

-Teniendo en cuenta la importancia de la presencia del bosón para el modelo estándar de la física, ¿qué hubiera pasado si no se lo hallaba?

-Esa es la pregunta más importante. Hay cuatro grandes problemas en esta teoría: uno de ellos es el origen de la masa, no hay manera de explicar qué es la masa. Una posible solución es esta: el bosón de Higgs. El segundo problema: no entendemos cómo el universo se expande como lo hace. “El universo se expande aceleradamente” fue una observación que implicó el Nobel del año pasado. Con la cantidad de materia y energía que hay en el universo no lo podemos explicar. El tercer problema es que no entendemos porqué todo lo que se conoce es materia y no antimateria. Todo está constituido por protones y electrones y no hay anti electrones y anti protones. Esa simetría entre materia y antimateria tampoco podemos explicarla.

Tampoco podemos explicar ciertos resultados cosmológicos de la última década, como por ejemplo: porqué las galaxias rotan como lo hacen; pareciera que debería haber más materia que la que nosotros vemos. Es una teoría (la estándar) que tiene que ser extendida, y la teoría que la extienda tiene que contenerla, y además poder dar respuestas a estas preguntas.

-¿Que aplicabilidad tiene el descubrimiento de esta partícula para la gente común?

-Es un descubrimiento crucial, pero dentro de la física básica. El Higgs para la vida cotidiana no significará nada en principio. Pero todo lo que se tuvo que hacer y construir y crear para llegar a él, sí será de mucho provecho. Por ejemplo, se tuvo que trabajar en el desarrollo de materiales superconductores que es básicamente de lo que está hecho el acelerador. Dentro de 40 años posiblemente tengamos luz por la que no debamos pagar, porque tendremos un cable superconductor (es decir, sin resistencia eléctrica). También el desarrollo de la informática ha sido enorme. En la década del noventa la generación previa a este experimento, puso a los científicos en la necesidad de conectarse entre sí con grandes cantidades de datos en distintos puntos del mundo. La solución de eso fue el desarrollo de Internet, es decir Internet es una consecuencia paralela de experimentos grandes como éstos.

-¿Qué se indagará en los próximos meses?

-El objetivo de este proyecto no es sólo encontrar el Higgs, sino responder esas preguntas que señalé, y otras que son fundamentales para la física. Para eso necesitamos el acelerador, y de ahí que esté planeado que funcione por 20 años más. Desde la ciencia básica, también se busca saber qué tipo de Higgs es (porque hay varios). Hay dos teorías para la comunidad científica candidatas a englobar el modelo estándar: la de supersimetría -simetría hipotética que podría relacionar las propiedades de los bosones y los fermiones- y la teoría de las dimensiones extras -esquema teórico para explicar todas las partículas y fuerzas fundamentales de la naturaleza-. Son muy interesantes y sus predicciones pueden ser testeadas en este acelerador. A corto plazo el trabajo es medir las propiedades de estas partículas para ver si corresponden al modelo estándar o a otra teoría.

Sabemos que podemos encontrarnos con situaciones que el modelo estándar no explica muy bien. Mientras tanto, hay un programa paralelo para buscar nueva física. Eso demandará una década como mínimo. Es más, si uno piensa que se puede encontrar física nueva, supongamos que existe una partícula supersimétrica, hay intenciones de construir un acelerador lineal (algo que se viene desarrollando desde hace unos 15 a 20 años).

Juan Monzón Gramajo
José Goretta
Laura Duarte Galarza
Universidad Nacional del Nordeste

Departamento de Comunicación Institucional
monzongramajo@hotmail.com
www.unne.edu.ar


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