sábado, 7 de julio de 2012

AL ALCANCE DEL ESLABÓN PERDIDO DEL MODELO ESTÁNDAR: ¿EL BOSÓN DE HIGGS?




Los aplausos tronaron en todos los costados del auditorio, los asistentes parados le dieron la bienvenida al veterano profesor Peter Higgs (ingles), porque su propuesta teórica estaría a punto de ser corroborada, la existencia del bosón de Higgs. El científico, tambaleó, se sonrojó con cierta inocencia y humildad, y solo atinó a agradecer y secarse algunas lágrimas inoportunas que pretendieron denunciar su emoción y alegría; recompuesto dijo: “Estoy extraordinariamente impresionado por lo que ustedes han logrado. Mis felicitaciones a todos los implicados en este increíble logro, y es una felicidad haberlo vivido”. Esto ocurrió el miércoles pasado (4.7.2012) en un ambiente del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), cuando el portavoz de los científicos que trabajan alrededor del gran acelerador de hadrones el LHC, en el detector CMS, el Dr. Joe Incandela, expuso los últimos resultados, que permitían, “concluir la presencia de una nueva partícula, del tipo bosón de masa 125.3 giga electrón voltios (GeV)”. El no dijo Higgs, pero la comunidad presente vitoreo porque debería ser el bosón de Higgs, una suerte del eslabón perdido del Modelo Estándar de la Física de Partículas (MS). Igualmente se presentó los resultados obtenidos con otro detector el ATLAS, allí la Dra. Fabiola Gianotti, portavoz del equipo, dijo que tenía la firma de una nueva partícula con masa de 126.5 GeV completamente consistente con el obtenido por el CMS.

¿Es seguro que se trata del bosón de Higgs?



La confiabilidad de los resultados se basa en el hecho que en el CMS, con 95% de confianza el boson de Higgs, no podría estar en los intervalos 110-122.5 GeV y 127-600 GeV. Y que los resultados observados por los cinco canales (gg, ZZ, WW, bb y ττ) en el intervalo 122.5 – 127 GeV, manifiestan vía las distribuciones de masa que: “la significación estadística de la señal a partir del ajuste combinado a ellos es de 4.9 sigmas sobre el fondo. Mientras que combinando solo dos de los canales más sensibles la significancia es de 5.0 sigmas”. Con ello la masa estimada para la nueva partícula es 125.3 +/- 0.6 GeV. Y, adicionalmente que la tasa de producción medida (sdat) está de acuerdo con la tasa predicha estándar (ssm) para el bosón de Higgs del modelo estándar: (sdat) / (ssm) = 0.80 ± 0.22. Estos datos provienen de lo acumulado el año 2011 y 2012. Pero como científicos ellos no han dicho que sí es el bosón de Higgs, para hacerlo deberán medir otras características, la cuales serán la tarea durante el presente año. Como lo describió el director general del CERN el Dr. Rolf Heuer, “es como descubrir la cara de un amigo en una muchedumbre: para estar seguro de que se trata de él y no de su gemelo hay que acercarse y comprobar sus detalles”.

¿Cuál es la importancia de este hallazgo?



La importancia es enorme, de un lado si es el bosón de Higgs, entonces la última pieza del MS habría sido obtenida y consagrada su potencialidad, y entenderíamos el porqué las partículas elementales tienen la masa que tienen. Pero cómo entender el mecanismo de tener masa. Para ello el físico Giudice del CERN lo explica de manera divertida: “las partículas adquieren masa al interaccionar con el llamado campo de Higgs. Piense en agua en la que nadan los delfines y se bañan hipopótamos, allí, para las partículas que no tienen masa, como el fotón, el agua es totalmente transparente, como si no existiera, mientras que las que tienen masa, pero poca, se deslizan fácilmente sin apenas interactuar con el líquido, como los delfines. Las partículas masivas, como si fueran hipopótamos, se mueven con dificultad en el agua. El campo de Higgs, el agua en el símil, se expresa en determinadas condiciones como una partícula, como una ola en el agua, que es la que probablemente han encontrado ahora los físicos del LHC”. Con este descubrimiento la teoría del MS quedaría subida al altar de una de las mayores obras construidas por la humanidad. Y recordaremos con admiración a los físicos que recibieron el premio nobel (1979) por su contribución a ella: Abdus Salam, Steven Weinberg y Seldon Glashow, este último llamó al bosón de Higgs como la partícula dios.

Pero si no es la partícula de Higgs, entonces miraremos con curiosidad e inquietud, qué hay más allá del MS, tal vez, allí estén los indicios para comprender lo desconocido, como es el caso de la materia oscura y energía oscura, aquel 95% que no es la materia corriente que conformamos los hombres, los planetas, las plantas, la cumbres, que solo abarca el 5%. Finalmente es lo desconocido lo que atrae a la ciencia particularmente a la física.

¿Qué aplicaciones podemos obtener?


Como si fuera poco el haber alcanzado este avance de la física, por conocer la naturaleza, en su estructura íntima, fundamental. Algunos preguntan, y ¿para qué sirve esa partícula y el gasto realizado de casi 4 000 millones de dólares?. Evidentemente esa es la pregunta que nos suelen hacer los economistas, aquellos que ven a muy corto plazo, y postergan la inversión en las ciencias básicas. Pues a ellos, les responderíamos que, gracias al CERN se inició la INTERNET (WorlWideWeb) en 1989 y transferida sin costo alguno a la sociedad. Ahora se vienen las GRID, que permitirán distribuir información y cálculo. Muchas disciplinas se beneficiarán: meteorología, astronomía, geofísica, entre otras. Igualmente ocurrirá con los materiales que se emplean en los diversos detectores y técnicas de detección. Incluso hoy se dispone de aplicaciones médicas como la Hadronterapia (radioterapia de protones o iones de carbono) que tiene ventajas sobre las convencionales. En diagnóstico las técnicas hoy habituales en los hospitales como la IRM (Imagen por Resonancia Magnética) y el PET (Tomografía Positrón Electrón). Las aplicaciones secundarias todavía se verán en el mediano plazo. Pero el mayor aporte también es, la internacionalización del conocimiento, y eso no solo alcanza a los países desarrollados, sino a todo el mundo. En el caso peruano se tienen grupos de trabajo en partículas que están cerca a estos grandes avances, como es el caso de los grupos del Dr. Alberto Gago en la Universidad Católica y del Dr. Javier Solano en la Universidad Nacional de Ingeniería. Por ello debemos felicitar a todos los investigadores que han participado en esta gesta histórica. Y también a los nuestros para que sigan por esa senda del desarrollo científico y tecnológico, garantía de un futuro mejor.

Agustín Zúñiga Gamarra

PhD. Física

Investigador del Instituto Peruano de Energía Nuclear

Miembro de la Academia Nuclear del Perú

Publicado en la página del IPEN
 
http://www.ipen.gob.pe/site/noticias/2012/06julio2012.html

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