“La búsqueda del higgs es solo un calentamiento para el LHC”

Decenas de expertos responden a MATERIA sobre las últimas noticias en torno al higgs y su relevancia para el futuro del LHC y de la física de partículas

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Varios premios Nobel, algunos de los físicos españoles más destacados y los responsables de la teoría que introdujo el concepto del campo de Higgs (y que ahora también aspiran al Nobel), han respondido a MATERIA a algunas de las preguntas que surgen en torno a la captura de la famosa partícula. Una mayoría coincide en que, por muy espectacular que sea el descubrimiento anunciado, será necesario mucho trabajo para obtener todo el conocimiento sobre el bosón de Higgs que se puede extraer del LHC.

Diagrama de descomposición de un bosón de Higgs en dos fotones — Diagrama realizado por el investigador Frank Wilczek / Frank Wilczek

Respecto al futuro de la física, los expertos saben que con este capítulo que se cierra, se abren otros muchos. La supersimetría, la integración de la gravedad con el resto de las fuerzas de la naturaleza o la resolución de los misterios de la materia y la energía oscuras requerirán de todo el ingenio y el esfuerzo de los científicos.

Pese a que se anuncie ya que el bosón de Higgs será encontrado muy posiblemente a final de año, el LHC seguirá siendo necesario para avanzar en el conocimiento del funcionamiento de la materia, y muchos plantean la necesidad de nuevas máquinas más potentes y sofisticadas para resolver los nuevos problemas.

3 preguntas sobre el bosón

1. El anuncio
2. Fin del modelo
3. Futuro del LHC

¿Los datos significan un ‘descubrimiento’?

La respuesta a esta pregunta depende de lo que se considere un descubrimiento. Una mayoría de los físicos cree que los datos ofrecen una idea más aproximada de cómo es el higgs, pero no datos definitivos.

El físico teórico del CERN John Ellis cree que los experimentos, probablemente, tienen suficientes datos para confirmar los indicios observados el año pasado, pero no son suficientes para reivindicar oficialmente el descubrimiento.

Alberto Ruiz, investigador del Instituto de Física de Cantabria (UC/CSIC) y miembro de la colaboración CMS, piensa que “independientemente de los resultados, lo más que puede decirse es que se observa una señal compatible con el bosón de Higgs del modelo estándar, pero asegurar que lo sea requiere medir sus propiedades con precisión, para lo cual se requerirá trabajos continuados en el LHC y, posiblemente, en el nuevo acelerador lineal electrón-positrón, que se está diseñando a nivel mundial, el ILC”.

Por su parte, Juan Fuster, investigador del Instituto de Física Corpuscular de Valencia (UV/CSIC) y colaborador del experimento ATLAS cree que “quedará un arduo trabajo para desentrañar las propiedades cuánticas del nuevo estado de materia descubierto y asociarlo al higgs”.

Gerald Guralnik, profesor de física de la Universidad de Brown y codescubridor del mecanismo de Higgs, cree que el anuncio significa “que se tienen muchos más datos coherentes con los que se habían recogido antes y que, por lo tanto, es mucho más probable que el bosón exista realmente”. “Un descubrimiento completo también implica confirmar otras propiedades del bosón más allá de la masa y no creo que tengan suficiente información para eso”, señala.

Tom Kible, físico del Imperial College de Londres y otro de los codescubridores, es más optimista. “Dada la excitación que han mostrado y han generado en el CERN creo es un descubrimiento. Sería casi un anticlimax si aún no están seguros”, indica.

Una vez descubierto el higgs, ¿se puede dar por acabado el modelo estándar de física de partículas?

“Sabemos que el modelo estándar es incompleto”, afirma Alberto Ruiz. “De hecho, todo lo que sabemos, se refiere a un escaso 4% de la composición del universo, la denominada materia bariónica [visible]. No conocemos un 23% de la materia oscura, ni algo más de un 70% de la denominada energía oscura, causante de la expansión acelerada del universo”, explica.

“Si se confirma que es el higgs del modelo estándar mínimo, yo diría que sí”, opina el investigador del Instituto de Física de Altas Energías de Barcelona Enrique Fernández respecto a dar por acabado el modelo. “Pero en ciencia”, añade, “siempre hay flecos, casi por definición. En cierto modo ya hay uno: el que los neutrinos tengan masa, muy pequeña pero distinta de cero”, ejemplifica.

Para el premio Nobel de física de 2004, Frank Wilczek, el siguiente paso es la supersimetría. “Es una idea que implica la existencia de un grupo de partículas nuevas con propiedades extraordinarias. Sería un paso enorme. La supersimetría predice que hay al menos cinco bosones de Higgs, dos con carga neutra y otros dos con carga, uno positiva y otro negativa. Sólo uno de los cinco tiene el aspecto del bosón de Higgs convencional del modelo estándar”, explica.

Carl Hagen, profesor de la Universidad de Rochester y otro de los teóricos que propusieron el higgs, cree que el centro de la discusión se colocará en la energía oscura y la materia oscura. Kibble además cree que se deberá buscar una respuesta que no ofrece el modelo estándar: “¿Por qué predomina la materia sobre la antimateria?”

El premio Nobel de Física de 1979, Steven Weinberg, considera que uno de los pasos esenciales es combinar la gravedad con el resto de fuerzas del modelo estándar. “Uno de los problemas es de escala. La fuerza de la gravedad es increíblemente débil comparada con la fuerza que hay dentro de un átomo. Por ejemplo, si tienes dos electrones a una distancia cualquiera habrá entre ellos una atracción gravitacional y una repulsión eléctrica. La atracción gravitacional es muchos millones de veces inferior a la eléctrica, es una diferencia enorme. Para tener una partícula con la que ambas fuerzas fuesen iguales esta tendría que tener una masa de un millón de trillones superior a la de cualquier partícula que conocemos”.

¿Para qué sirve el LHC después de encontrar el bosón de higgs?

El Nobel de Física de 1979, Sheldon Glashow, responde a la pregunta con tres puntos: “En primer lugar, el Higgs aún no ha sido descubierto; en segundo, el LHC aún no ha funcionado a la potencia máxima para la que fue diseñado; y en tercer lugar, el CERN tiene planes para mejorar el LHC por encima de sus capacidades de diseño. Nuevos y excitantes descubrimientos son probables, aunque no estén garantizados. Y si no miramos, no veremos”.

Gerald Guralnik afirma que la búsqueda del bosón es “solo un calentamiento” para el LHC. “Hay muchas otras preguntas vitales sobre las que el LHC puede aportar información”, afirma. “Un gran grupo de problemas tiene que ver con la física más allá del modelo estándar y en particular la búsqueda de signos de supersimetría, que la mayor parte de nosotros consideramos una simetría probable de la naturaleza. El modelo estándar es una herramienta útil, pero no es el modelo final”.

Steven Weinberg cree que aún hay “una década de descubrimientos por delante en el LHC y tal vez mucho más”. Sin embargo, lamenta que no se sepa si los países del mundo construirán un nuevo acelerador que pueda ir más allá del LHC. En su opinión, esta construcción no solo sería buena para la física: ”Una forma de ejercitar la productividad es a través de inversiones por parte del Gobierno y es algo que puede sacarnos de la depresión en la que estamos. Estamos gastando muy poco en lo público y uno de los elementos que lo compone es la ciencia. La ciencia tiene un valor particular más allá de satisfacer la curiosidad humana. También es una forma de desarrollar tecnología que después tiene aplicaciones fuera de la ciencia. La ciencia grande, la de los aceleradores o el proyecto Genoma Humano, es como la guerra, porque genera nuevas tecnología e inventos , excepto que con la ciencia no matas a nadie. Del LHC ha salido internet y la aplicación de la radicación en muchos campos. Decir que no nos podemos permitir construir aceleradores es estúpido”, concluye.

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