¿Se ha descubierto la partícula de Dios?

¿De dónde salió todo? Éste es quizás el misterio más grande que la ciencia se ha estado esforzando contestar por décadas, cómo nació el Universo.


Las mentes más curiosas de la humanidad han estado anhelando averiguar qué es exactamente lo que mantiene al universo y lo que está detrás de la creación de potencialmente millones de planetas y racimos de estrellas que residen dentro de millones de galaxias.

A lo largo de los años, las teorías han sido presentadas por hombres y mujeres de ciencia que buscan explicar qué es lo que gobierna todas las formas de materia y energía y por qué estas cosas se comportan de la manera que lo hacen.


Con tantas de estas postulaciones, se ha convertido en un objetivo principal del campo científico de la física, quizás combinar todas las teorías y leyes existentes sobre el universo y unificarlas en una única y cohesiva "teoría de todo". 




Uno de los requisitos esenciales implicados en el logro de este difícil objetivo es el descubrimiento de la llamada "partícula de dios", que es de lo que voy a estar hablando en esta entrada.


Para alrededor de la segunda mitad del siglo XIX y al comienzo del nuevo milenio, la física de partículas se rige en gran medida por lo que se conoce como el "Modelo Estándar" de la Física.


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El modelo estándar en física de partículas es, por el momento, la teoría más ampliamente aceptada que proporciona una explicación decente sobre el comportamiento de todas las formas de materia y energía en el universo, particularmente, la interacción de partículas fundamentales con fuerzas elementales que existen en naturaleza.


Según el Modelo Estándar, existen dos tipos de partículas fundamentales: los fermiones, de los cuales se compone la materia; y los bosones, que llevan las fuerzas.


Estas partículas son identificadas y ordenadas en términos de varias propiedades, específicamente masa.




El misterio que rodea a estas partículas es que mientras su masa puede ser medida, los científicos no podrían decir con certeza de dónde se originó exactamente su masa y por qué tienen tales masas en el primer lugar.


Entonces, ¿qué explica el hecho de que estas partículas elementales tienen masa? Bueno, ahí es donde entra el campo de Higgs.


En términos del Modelo Estándar, el Campo de Higgs es conocido como un campo de fuerza hipotético que no se puede ver, pero se dice que existe en todas las áreas del universo entero.


Es también este campo el que da masa a varias partículas elementales como quarks y electrones.


La interacción de una partícula con el campo de Higgs al pasar a través de él se teoriza ser el que le da a la partícula su masa. Y cuanto más la partícula interactúa con el campo invisible, más masa contiene.


Y de acuerdo con esta teoría, sin el Campo de Higgs, nada existiría de la manera que lo hace ahora, no humanos, no Tierra, no estrellas, y no galaxias en el universo.


Pero, ¿cómo sabemos que el campo de Higgs existe realmente?
Muchos físicos de partículas creen que entre las piezas finales que podrían completar el rompecabezas, está la "partícula de dios" una de las "partículas de fuerza" del universo y será la que probará la existencia del campo y, en consecuencia, proporcionará una mejor comprensión del modelo actual.


El término "partícula de Dios" fue acuñado alrededor de los años 90 por Leon Lederman, un físico y Premio Nobel que publicó un libro sobre la física de partículas y discutió la búsqueda de la ciencia para descubrir una partícula elemental específica conocida como el bosón de Higgs.




A muchos científicos les disgusta el apodo "partícula de Dios" y preferirían usar el término oficial "bosón de Higgs", pero ¿qué es exactamente? ¿Y por qué es tan importante probar la existencia del Campo de Higgs y evaluar el Modelo Estándar? 

La partícula de Dios o el bosón de Higgs fue propuesta por Peter Higgs alrededor de los años sesenta como un elemento necesario para apoyar la posibilidad de un campo invisible que impregna el universo.


Y para muchos físicos de partículas que están de acuerdo con Higgs, la existencia hipotética del campo de Higgs requiere que la ciencia también reconozca la presencia del bosón de Higgs.




Como ejemplo básico, imagine una pelota flotando en una piscina. La bola es una partícula mientras que la piscina es el campo de Higgs. El agua de la piscina es la que da a la bola su masa.


Y si excita el agua dejando caer una pelota en la piscina, podría causar un chapoteo. De acuerdo con la mecánica cuántica, este chapoteo es el bosón de Higgs.


Y esencialmente, esta "partícula de Dios" es una excitación del invisible Campo de Higgs.


Esto significa que la clave para validar la existencia del Campo de Higgs radica en encontrar el bosón de Higgs, que algunos físicos creen que de alguna manera podría ser detectado a través del uso de equipos científicos altamente sofisticados.


Teóricamente, los físicos de las partículas habían predicho que la grabación de la existencia del bosón de Higgs no puede ser realizada por instrumentos artificiales ya que la partícula es demasiado fugaz.


Por lo tanto, una opción que surgió con lo que podría confirmar la creación de una partícula dios es mediante la identificación y el estudio de las partículas en que se descompone.


Esta próxima búsqueda imposible para el bosón de Higgs se convirtió entre las principales motivaciones en la construcción del Gran Colisionador de Hadrones de 10.000 millones de dólares hecho por la Organización Europea para la Investigación Nuclear o el CERN.




El Gran Colisionador de Hadrones o LHC es esencialmente un túnel oval que se extiende algunos 20 kilómetros bajo la frontera de Suiza y Francia.


Es básicamente como una pista de carreras para cuando las partículas de materia. Esto es posible gracias al hecho de que alrededor de su túnel hay alrededor de 9.000 imanes superconductores.


Estos imanes aceleran la corriente abundante de fotones que viajan dentro del LHC en ambas direcciones casi a la velocidad de la luz.




A esta velocidad, los protones viajan a través del túnel alrededor de 11.000 veces por segundo, y con el uso de los imanes superconductores, estos fotones se pueden dirigir a chocar entre sí durante millones de veces en sólo un parpadeo de un ojo.


Las chispas de partículas son producidas por estas colisiones como resultado, y los desechos de estas partículas son los capturados, registrados y analizados por las computadoras de alta potencia de los científicos.


Entre estas partículas, los científicos esperaban detectar incluso la gota más minúscula de la partícula del bosón de Higgs.


Pero debido a que se prevé que la partícula es inestable, estimaron que sólo tomaría una fracción de segundo antes de que la partícula de dios se desintegrara en otras partículas.




Es en estas otras partículas que los científicos esperaban encontrar un patrón de decaimiento que podría ser la huella digital del bosón de Higgs.


La recopilación de datos utilizando el Gran Colisionador de Hadrones comenzó oficialmente a principios de 2010, con ATLAS y CMS, dos de los equipos principales en la detección de partículas en el LHC para determinar con exactitud y precisión el rango de masa donde podría existir el bosón de Higgs.


Los dos equipos trabajaron independientemente del otro, absteniéndose de discutir su trabajo fuera de sus respectivos grupos.


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Sólo a finales de 2011 los dos jefes de equipo se reunieron con el director general del CERN.


En julio de 2012, el CERN anunció que los experimentos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones dieron como resultado el descubrimiento de un nuevo bosón con el rango de masa de 125 y 126 GeV.


Ambos experimentos independientes alcanzaron un significado local de 5 sigma, el estándar convencional observado en la física de partículas antes de que un descubrimiento sea declarado oficialmente.


Esto significó que había solamente una oportunidad entre 3.5 millones que cada uno de los descubrimientos de los equipos de ATLAS y de CMS observaran una fluctuación aleatoria.




Se necesitarían meses de más estudios antes de que el CERN confirmara con cierto grado de confianza que la nueva partícula que descubrieron podría ser el bosón de Higgs, lo que lo hicieron en marzo de 2013.


En octubre de ese mismo año, Peter Higgs y Francois Englert fueron galardonados con el Premio Nobel de Física por presentar la teoría que llevó al descubrimiento de una nueva partícula fundamental y para promover la comprensión actual de las partículas subatómicas y su masa.


Teniendo en cuenta el asombroso avance científico alcanzado por los científicos que utilizan el LHC, ¿podemos decir ahora con absoluta certeza que el descubrimiento realizado en el CERN era en realidad el bosón de Higgs? Bueno, en este punto, hombres y mujeres de la ciencia se abstienen de decirlo positivamente.


La verdad de la materia es nuestra capacidad de entender el universo es todavía muy limitada, y las mentes más inteligentes de la humanidad saben mejor que saltar automáticamente a las conclusiones.


Lo que se puede decir definitivamente por el momento es que incluso después de varias pruebas después de su descubrimiento, la partícula de bosón detectada usando el LHC permanece hasta ahora consistente con las predicciones del Modelo Estándar de la física de partículas.


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