La partícula de Higgs podría explicar interrogantes sobre el Modelo Estándar de la física de partículas.
No sólo el Gran Colisionador de
Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) en la frontera franco-suiza
está intentando desentrañar los misterios del Universo. En otras partes
del mundo se han diseñado experimentos similares, aunque más pequeños,
en busca de las elusivas partículas que podrían explicar cómo se formó
el cosmos.
Europa cuenta con el LHC en el laboratorio del CERN (Centro Europeo para la Investigación Nuclear), un experimento de US$10.000 millones y el mayor que se ha construido en el mundo: un túnel subterráneo de 27 kilómetros de circunferencia.
En Estados Unidos se encuentra el Tevatron, un acelerador de partículas basado en el estado de Illinois, que forma parte del Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi (Fermilab) del Departamento de Energía y que, aunque es más pequeño que el LHC, ha producido importantes descubrimientos científicos.
Otro proyecto masivo de física, también en territorio estadounidense, es el Colisionador de Iones Pesados Relativistas, en el estado de Nueva York, que hasta antes de la inauguración del LHC era el acelerador de partículas más grande del mundo.
Los planes para el futuro incluyen la construcción de una versión mejorada de la máquina en Suiza: el Súper Gran Colisionador de Hadrones, también en Suiza.
Estos enormes experimentos están diseñados, como sus nombres lo indican, para acelerar haces de protones en direcciones opuestas y crear choques para determinar las diferentes partículas que surgen de esas colisiones.
"El Tevatron y el LHC son los que tienen la energía suficiente para investigar este famoso bosón de Higgs", le explica a BBC Mundo el doctor Carlos Contreras Hidalgo, profesor de física de la Universidad Técnica Federico Santa María, en Chile.
"Pero la diferencia, hoy, entre estos dos es enorme. El Tevatron trabaja en el orden de un TeV (teraelectronvoltio) y el LHC puede llegar hasta 14 TeV".
"Además, en el Tevatron las partículas viajan en un anillo de 6,3 kilómetros y en el LHC, de 27 kilómetros", completa Contreras Hidalgo.
Origen de la masa
El Tevatron está ubicado en Illinois, cerca de Chicago.
Su existencia fue postulada por el llamado Modelo Estándar de la física de partículas para explicar cómo interactúan las partículas elementales.
Este modelo incluye 16 partículas: 12 de materia y cuatro mediadoras de fuerza. Y aunque hasta ahora ha funcionado sorprendentemente bien, no ha podido explicar una de las cuatro interacciones o fuerzas fundamentales de la naturaleza: la gravedad.
Y tampoco ha demostrado la existencia de uno de sus componentes: el bosón de Higgs, sin el cual ninguna de las 16 partículas tendrían masa.
"La masa del Universo tiene que ver con la masa de las partículas elementales", explica el doctor Contreras, experto en física teórica de campos y partículas.
"Existen muchas partículas en el espacio estelar y dentro de ésas están las partículas elementales. Y lo que no hemos podido explicar hasta ahora es cómo se origina su masa".
Así que la búsqueda del Higgs se ha convertido en una causa célebre de la física y es el principal objetivo del LHC y del Tevatron.
"Existen pruebas de que con una aceleración a altas energías, mayores de los 3 TeV, uno debería encontrar evidencia de otras partículas, como la de Higgs".
"Entonces esperaríamos que cuando el LHC pueda operar a 14 TeV encuentre evidencia de la existencia del bosón de Higgs y de otras partículas, como las supersimétricas".
Materia oscura
El LHC es el experimento científico más ambicioso del mundo.
Tal como explica el doctor Contreras, "si logramos comprobar la existencia del Higgs y de otras partículas supersimétricas podríamos calcular la masa de la materia oscura".
"Por eso es tan importante desde el punto de vista teórico en la física de partículas", agrega el experto.
El Modelo Estándar ha sido muy aceptado por la comunidad física porque hasta ahora se han cumplido todas sus predicciones, como la existencia de tres bosones (el W+/-. el Z0 y el Y), que fueron descubiertos en el CERN en la década de los años 80.
Pero muchos se preguntan si realmente ha valido la pena dedicar tanto esfuerzo -y dinero- a estos experimentos científicos tan ambiciosos.
Todo el desarrollo de ingeniería que se lleva a cabo en (los aceleradores) ha tenido aplicaciones muy importantes para la sociedad
Dr. Carlos Contregas Hidalgo
En efecto, los experimentos del CERN y del Tevatron han logrado trasladarse a diversos usos en la investigación de sólidos, de química y de biología. Y gracias a ellos también se han podido desarrollar "pequeños" aceleradores de haces de protones para tratamientos de radiación en cáncer.
Y no debemos olvidar que en el CERN se originó internet. Allí fue donde el creador de la World Wide Web, Tim Berners-Lee, entonces un joven estudiante del centro, implementó la primera comunicación exitosa de un cliente HTTP y un servidor.
"Por ahora, el LHC no ha podido funcionar a su valor nominal, que es 14 TeV. Está corriendo a siete TeV y mientras corra a esta velocidad no podremos tener la evidencia precisa que se busca", explica el doctor Carlos Contreras.
"La física, como toda ciencia exacta, necesita de alta precisión y, con baja energía, el número de eventos que se pueden producir es bajo y la señal de existencia del Higgs también sería bastante baja".
Ambos colisionadores, el LHC y el Tevatron, están por ahora funcionando a baja energía y los dos podrían tener posibilidades de encontrar evidencia del elusivo bosón, aunque poco precisa.
Pero si el LHC logra funcionar a toda potencia, lo cual podría ocurrir en 2012, quizás sea el primero que logre determinar de qué está hecho el Universo y si es que el Higgs realmente existe.
CIENCIA
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