El físico que explicó el mundo subatómico

El físico inglés Peter Higgs tenía 35 años y trabajaba como profesor asistente en la Universidad de Edimburgo cuando en un trabajo académico sugirió la existencia de una partícula elemental —es decir indivisible— que explicaría cómo otras partículas adquieren masa para formar lo que conocemos como materia; es decir, todo lo que vemos y todo lo que existe.

Era 1964. Esa partícula que entonces Higgs planteó de manera teórica se convirtió en pieza clave de lo que se conoce como modelo estándar de la física, un sistema que explica todo lo que se sabe hasta el momento sobre las partículas elementales —menores que el átomo— y las fuerzas mediante las cuales se hacen presentes en el universo que conocemos.

“El modelo estándar es la teoría más precisa para describir a las partículas elementales y la interacción entre ellas. El modelo predijo la existencia de nuevas partículas que ni siquiera sabíamos que podían existir. Con la mejora de la tecnología, con grandes detectores y aceleradores de partículas, se pudieron observar experimentalmente”, explica César Castromonte, doctor en Física e investigador de la Universidad Nacional de Ingeniería.

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En la naturaleza hay dos grandes grupos de partículas elementales: los fermiones y los bosones. Dentro de los fermiones están los electrones, neutrones y protones. Dentro de los bosones están el bosón de Higgs, el fotón, el luón, y son partículas mediadoras de fuerzas.

 “No hablamos solo de partículas, sino también de campos, otro concepto dentro de la teoría de Higgs. Las partículas son las manifestaciones de estos campos a través de una interacción. El ‘campo de Higgs’ interactúa con las partículas elementales y al hacerlo les proporcionaría masa”, explica Castromonte. Para decirlo con un símil: es como si un objeto (la partícula) se desplazara por el agua (el campo de Higgs) y al hacerlo va ganando masa.

La teoría de ese mundo subatómico que Peter Higgs planteó en los años 60 se comprobó el 4 de julio del 2012, cuando se anunció que el Gran Colisionador de Hadrones —la máquina más avanzada y compleja jamás construida— y que es parte de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ​había comprobado en un laboratorio la existencia de esa partícula invisible hasta entonces.

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Para Higgs “fue emocionante” ver que su planteamiento teórico se comprobaba en la realidad. “Para mí, personalmente, es solo la confirmación de algo que hice hace 48 años, y es muy satisfactorio tener la razón de alguna manera. Al principio, no tenía expectativas de seguir vivo cuando sucediera”, dijo entonces.

¿La ‘partícula de Dios’?

Esa investigación, comprobada casi 50 años después, le valió a Peter Higgs el Premio Nobel de Física de 2013, junto con los también físicos Robert Brout y François Englert, quienes también realizaron investigaciones y aportes sobre el tema en forma paralela.

Peter Higgs, nacido el 29 de mayo de 1929 en Newcastle upon Tyne (Reino Unido), falleció el pasado 8 de abril en Edimburgo, a los 94 años. Muchos han llamado al bosón que lleva su nombre la ‘partícula de Dios’, un título que al científico no le gustaba.

“No me gusta nada que al bosón se le llame la ‘partícula de Dios’ porque confunde a la gente, al mezclar ámbitos que no tienen relación alguna, como la ciencia y la teología”, dijo en una entrevista en 2012. La historia dice que el científico Leon Lederman quería titular un libro suyo sobre el tema como The Goddamn Particle (La maldita partícula), aludiendo a lo difícil que era detectarla, pero su editor cambió el titulo a The God Particle (La partícula de Dios), y ese nombre quedó cuando el descubrimiento de Higgs resonó en todo el mundo.

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Muchos han seguido llamándola así, incluso  en las reseñas tras el fallecimiento de Higgs, porque consideran que sin la existencia del bosón de Higgs todas las partículas del universo no tendrían sentido.

Iván Meza, biólogo y divulgador científico en temas de física, señala que la aplicación de los grandes descubrimientos de la física teórica con su respectiva demostración en ámbitos concretos ocurren muchos años después o tras décadas. “La teoría de la relatividad tiene múltiples aplicaciones, la mecánica cuántica también. Lo importante del descubrimiento de Higgs es que es una explicación fundamental de cómo funciona el universo y eso ya es bastante”, agrega.  

Higgs nunca fue un científico que se hacía notar, pero era un teórico brillante. Muchos de sus colegas lo conocían como una persona reservada y de perfil bajo. Él mismo decía que el bosón fue “la única buena idea” que tuvo, y en un principio creyó que su teoría eran cálculos inútiles. En su carrera escribió solo 12 estudios, de los que solo tres estaban relacionados con el bosón de Higgs y tuvieron alguna importancia. Los demás no fueron muy relevantes, han indicado conocedores de su obra.

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Su descubrimiento, sin embargo, ha abierto puertas para generar nuevo conocimiento. Para el físico César Castromonte, quien ha trabajado en el acelerador del Fermilab, de Chicago, EEUU, el solo hecho de construir el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, que probó la teoría de Higgs, ha generado conocimiento al desarrollar máquinas y detectores que son únicos y ultrasensibles, además de procesadores de datos que no existían, y formar personal en alta tecnología. “Todo ese conocimiento se vierte en la sociedad”, dice.

Cuentan que cuando Higgs se enteró de que ganó el Nobel, decidió irse a un pueblo cercano para evitar a la prensa. Nunca fue muy amigo de las entrevistas. Se emocionó mucho cuando visitó el CERN, donde se comprobó su teoría, y fue aplaudido por sus colegas al hacerse el anuncio. Esa vez no pudo mantener la serenidad y debió secarse unas lágrimas.

Investigación

Las investigaciones de física hoy profundizan en el tema de los neutrinos y la materia oscura, dos ámbitos que no explica el modelo estándar.

Benjamin Lee, físico del Fermilab, bautizó al bosón de Higgs en una conferencia alrededor de 1972.

El Gran Colisionador de Hadrones, la máquina prodigiosa

Es el acelerador de partículas más grande y de mayor energía que existe. Fue construido por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) entre 1989 y 2001, en colaboración con más de 10.000 científicos. Se ubica en un túnel de 27 kilómetros de circunferencia y a una profundidad de 175 metros bajo tierra, debajo de la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra.

Su labor más reconocida fue comprobar la existencia del bosón de Higgs, y ahí se realizan investigaciones sobre materia oscura, la gravedad, dimensiones adicionales, entre otras.

“Con esta máquina, se pueden hallar nuevas partículas. Estamos encontrando partículas con 4,5 quarks. Estamos en la frontera del conocimiento”, dice Castromonte, experto en física de partículas.