14 noviembre 2009

Premio Nobel dice: descubrir el bosón de Higgs puede provocar una crisis




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El Premio Nobel Steven Weinberg está preocupado. No es que piense que el LHC creará un agujero negro que se tragará el planeta, o que el reinicio terminará en una debacle técnica como el año pasado. No, en realidad está preocupado por que el LHC encuentre lo que algunos llaman la “partícula de Dios”, el popular y vergonzosamente grandioso apodo para el aún no detectado bosón de Higgs.

“Estoy aterrado”, dice. “Descubrir el Higgs sería una crisis”.

No obstante, si los teóricos están en lo cierto, antes de encontrar el Higgs, el LHC verá el primer esbozo de algo mucho mayor: la gran y predominante teoría conocida como supersimetría, o SUSY, como se la conoce cariñosamente, es una osada teoría que duplica el número de partículas necesarias para explicar el mundo. Y podría ser justo lo que los físicos de partículas necesitan para indicarles el camino a una nueva luz.

¿Por qué? Las pruebas para el Higgs serían la última piedra de un edificio que los físicos de partículas han estado construyendo desde hace medio siglo, la fenomenalmente exitosa teoría conocida simplemente como el Modelo Estándar. Describe todas las partículas conocidas, así como tres de las cuatro fuerzas que actúan sobre ellas: el electromagnetismo y las fuerzas nucleares débil y fuerte.

Peter Higgs y la máquina de Dios


El LHC nos dará las pistas necesarias para explicar el mundo

Pero, ¿qué hay de malo en el modelo estándar? Primero de todo, hay algunos pecados obvios por omisión. No se dice nada en absoluto de la cuarta fuerza fundamental de la naturaleza, la gravedad, y también guarda silencio sobre la naturaleza de la materia oscura. La materia oscura no es un asunto trivial: si nuestra interpretación de ciertas observaciones astronómicas es correcta, este material supera en peso a la materia convencional del cosmos en más de 4 a 1.

Irónicamente, no obstante, el verdadero problema empieza con el Higgs. El Higgs viene a resolver un problema realmente masivo: el hecho de que los bloques básicos que forman la materia común (cosas tales como electrones y quarks, colectivamente conocidos como fermiones) y las partículas que portan fuerzas (colectivamente conocidos como bosones) tienen todas una propiedad que llamamos masa. Las teorías no podían encontrar un patrón para la masa de las partículas y no podían predecirlas; tenían que medirse en experimentos y ser añadidas a la teoría a mano.

Estos “parámetros libres” eran vergonzosos cabos sueltos en las teorías que se tejían entre sí para finalmente formar lo que se convirtió en el Modelo Estándar. En 1964, Peter Higgs de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido, y François Englert y Robert Brout de la Universidad Libre de Bruselas (ULB) en Bélgica llegaron de manera independiente a una forma de vincularlas.

Esquema de las centrales que conforman el LHC

Este mecanismo se vio como un campo cuántico que impregna todo el cosmos. Llamado luego campo de Higgs, confiere masa a todas las partículas. La masa que adquiere una partícula elemental como un electrón o un quark depende de la fuerza de su interacción con el campo de Higgs, cuyos “cuantos” son bosones de Higgs.

Las pistas experimentales ya nos han sugerido que la masa del Higgs debe estar en algún punto entre 114 y 180 gigaelectrón-voltios, lo que es entre 120 y 190 veces la masa de un protón o un neutrón, y fácilmente el tipo de energía que puede alcanzar el LHC. La teoría, sin embargo, llega a valores 17 o 18 órdenes de magnitud mayores, una catastrófica discrepancia conocida como el “problema de la jerarquía”. La única forma de hacer que encaje en el Modelo Estándar es ajustar ciertos parámetros, algo que los físicos encuentra poco natural y repugnante.

Hay una sensación de entusiasmo palpable en lo que podría encontrar el LHC en los próximos años. “Estaré encantado si es la supersimetría, pero también si es alguna otra cosa. Necesitamos más pistas sobre la naturaleza. El LHC nos dará estas pistas”.

Fuente: New Scientist


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