Un túnel gigante y 40 años: la fórmula para hallar la partícula de Dios que da base al Universo
Tras décadas de intensa búsqueda teórica, hace 14 años el CERN logró confirmar la existencia del bosón de Higgs, una partícula esencial para explicar la masa en nuestro Universo.
En las profundidades de Ginebra, un anillo colosal de 27 kilómetros de circunferencia late con energía extrema. Es el Gran Colisionador de Hadrones, la máquina más grande construida por la humanidad, diseñada para desentrañar los secretos más íntimos de la materia y el cosmos.
Durante casi 40 años, los científicos persiguieron una sombra teórica propuesta en 1974 por Peter Higgs y otros físicos, quienes imaginaron un campo invisible que impregna todo el espacio, otorgando masa a las partículas fundamentales que componen nuestra realidad.
Este esfuerzo monumental requirió la colaboración de miles de mentes brillantes y una ingeniería sin precedentes. En el túnel subterráneo del CERN, imanes superconductores enfrían el sistema a temperaturas extremas para guiar haces de protones a velocidades cercanas a la de la luz.
Al colisionar frontalmente, estas partículas recrean densidades de energía similares a las de los inicios del Universo. Es un viaje al pasado remoto, apenas una fracción de segundo tras su nacimiento, en busca de la pieza faltante que completa el Modelo Estándar de la física de partículas.
El nombre popular de “partícula de Dios” surgió de un libro de divulgación científica. Aunque a los físicos les disgusta el término por sensacionalista, refleja la importancia fundamental de este bosón para comprender la estructura íntima de toda la materia conocida.
La fiesta de las partículas subatómicas
Imagina una fiesta animada donde los invitados representan el campo de Higgs. Cuando una persona famosa entra al salón, los asistentes se agolpan a su alrededor para saludarla creando un tumulto que dificulta su avance y generándole una resistencia a su caminar.
En esta analogía, la celebridad es la partícula elemental y el grupo que la rodea representa la interacción con el campo. Esa dificultad para moverse es lo que conocemos como masa y las partículas que interactúan intensamente son pesadas, mientras otras cruzan sin obstáculos.
El bosón de Higgs es la excitación mínima de ese campo invisible que llena incluso el vacío. Sin esta interacción constante, electrones y quarks carecerían de masa y viajarían siempre a la velocidad de la luz, imposibilitando la formación de átomos estables.
Por tanto, nuestra existencia depende de esta interacción invisible con el campo subatómico, gracias a él, la materia puede agruparse, permitiendo que existan estrellas, planetas y vida, siendo el mecanismo físico que otorga peso, estructura y estabilidad al Universo.
El grito de victoria en los Alpes suizos
El 4 de julio de 2012, el mundo científico vivió un momento histórico. El CERN anunció el hallazgo de una nueva partícula consistente con las predicciones teóricas de cuarenta años atrás, lo que provocó que miles de físicos celebraran aquel éxito colectivo.
Peter Higgs, presente en el seminario, no pudo contener las lágrimas al ver confirmadas décadas de trabajo teórico cuando los detectores ATLAS y CMS hicieron visible lo que antes sólo existía en ecuaciones.
La partícula descubierta tiene una masa cercana a 125 gigaelectronvoltios y no posee carga eléctrica. Su vida media es extremadamente breve, desintegrándose casi de inmediato en otras partículas por lo que detectarla fue como hallar una aguja en un pajar.
En 2013, Peter Higgs y François Englert recibieron el Premio Nobel de Física. La Academia Sueca reconoció así el descubrimiento teórico del mecanismo que explica el origen de la masa de las partículas elementales.
Nuevas fronteras tras la última pieza
Pese al éxito, el Modelo Estándar solo describe alrededor del 5 % del contenido del Universo. El resto corresponde a materia y energía oscuras, cuya naturaleza sigue siendo desconocida pero justamente el bosón de Higgs podría ofrecer pistas cruciales para resolver ese misterio.
Los científicos del CERN planean futuras mejoras para convertir el colisionador en una máquina con mayor energía. También se proyectan nuevos aceleradores dedicados a producir bosones de Higgs en grandes cantidades, con el fin de estudiar sus propiedades con precisión extrema.
Se investiga si el bosón puede desintegrarse en partículas invisibles relacionadas con la materia oscura y se intenta saber si estos estudios podrían revelar fuerzas desconocidas o dimensiones adicionales ocultas en el tejido del espacio-tiempo.
Cuarenta años de espera valieron la pena para encontrar esta pieza esencial del rompecabezas. El anillo subterráneo sigue funcionando, explorando el vacío y buscando respuestas a las preguntas más profundas sobre los hilos finos de nuestra realidad.