Reconstrucción de una colisión de protones registrada en el Gran Colisionador de Hadrones. (Imagen: CERN)
Reconstrucción de una colisión de protones registrada en el Gran Colisionador de Hadrones. (Imagen: CERN)

El descubrimiento del bosón de Higgs fue esencial para el Modelo Estándar, la teoría que mejor describe la materia visible del universo, y para entender el origen de la existencia de masa en las partículas elementales.

El 4 de julio de 2012, el trabajo realizado en el acelerador de partículas más potente del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, en inglés), del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas), conseguía descubrir una partícula extraordinaria. El hallazgo confirmaba la predicción que habían formulado François Englert y Peter Higgs en 1964. Este hito les valió el premio Nobel de Física a Englert y Higgs y dio inicio a una importante labor científica para investigar las claves del universo, como la energía y materia oscura (que juntas constituyen el 95% del universo).

En este descubrimiento tuvieron un papel destacado investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) y del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), ambos vinculados al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España. Su labor se centró en el análisis de los datos generados por el LHC sobre colisiones entre partículas. Este conocimiento permitirá estudiar el bosón de Higgs con mayor precisión.

«El descubrimiento del bosón de Higgs fue un hito monumental en la física de partículas. Marcó el final de un largo camino de investigación que duró décadas y el comienzo de una nueva era de estudios centrados en esta partícula tan especial», explicó Fabiola Gianotti, directora general del CERN y portavoz del experimento ATLAS en el momento del descubrimiento.

La nueva partícula descubierta en 2012 por los detectores de partículas ATLAS y CMS se parecía mucho al bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar (la mejor teoría que los físicos tienen actualmente para describir las piezas fundamentales del edificio del universo). Poco después, y a diferencia del resto de partículas elementales, la demostración de la ausencia de espín cuántico (una de las dos propiedades intrínsecas de las partículas, junto a la carga eléctrica) en la nueva partícula, tal y como predecía el Modelo Estándar, confirmaron el descubrimiento.

Los investigadores empezaron a analizar las características del bosón, determinando su masa en 125,000 millones de electronvoltios (125 GeV), con una precisión de casi uno por mil. Este valor es de gran importancia, ya que junto con la masa de la partícula elemental más pesada (quark top) y otros parámetros, la masa del bosón de Higgs puede ayudar a determinar la estabilidad del vacío del universo.

“Es una partícula que nunca se había visto en un detector. Aunque estaba anunciado desde hacía mucho, es algo realmente nuevo y necesitamos conocer sus propiedades.

«El segundo motivo es su propia historia. Se predijo en 1964 para resolver un problema que tenían los modelos teóricos a la hora de calcular los valores numéricos de los observables que podíamos medir en los experimentos. Introducir el bosón de Higgs permitía hacer esos cálculos. Ahora, había que encontrarlo y no iba a ser tarea fácil”, dijo el investigador del IFIC y representante español de ATLAS Carlos Lacasta.

Su hallazgo en 2012 supuso abrir una puerta a la comprensión del universo en escalas más pequeñas y a la posibilidad de desvelar algunos de sus mayores misterios.

“El bosón de Higgs puede apuntar a nuevos fenómenos, incluyendo algunos que podrían ser responsables de la materia oscura en el universo», comenta el portavoz del CMS Luca Malgeri.

Algunas de estas cuestiones podrían encontrar respuesta en la tercera fase de funcionamiento del LHC, denominada Run 3, en la que investigadores del IFIC y del IFCA participarán con el análisis de datos de colisiones entre partículas.

Fuente: NCYT Amazings

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