El Higgs, otra vez

Gerardo Herrera Corral

En julio de 2012 los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs. Un año más tarde el Premio Nobel se otorgó a algunos de los que habían propuesto la idea de su existencia.

Sin embargo, la historia de la “partícula divina” no acabó ahí. Desde entonces, los experimentos han estudiado  su comportamiento para  saber si la nueva partícula acata el guion que le marca nuestro modelo teórico.

La “partícula de Dios”, como se popularizó, es la responsable de dar masa a las partículas elementales y si esto es cierto, entonces debemos ser capaces de ver que se acopla con mayor intensidad con las más pesadas y  en forma débil con las ligeras.

Y es que siendo  el Higgs el  más nuevo de los objetos descubiertos en el micro mundo, bien podría ser que se comporte de manera diferente a lo esperado. Una conducta  distinta del Higgs indicaría que nuestras ideas están equivocadas.

El Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN por sus siglas en francés: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) en Ginebra, Suiza,  alberga un delgado túnel de cuatro metros de diámetro que se encuentra entre 100 y 170 metros por debajo del nivel del suelo.  Por ese túnel viajan los protones en dos  tubos al alto vacío y en direcciones contrarias formando un anillo de casi 28 kilómetros de perímetro. A este dispositivo se lo conoce como El Gran Colisionador de Hadrones y  es el acelerador de partículas más grande del mundo. Nunca antes en la historia de la humanidad tuvimos una máquina con esta  potencia,  capaz de  acelerar protones hasta alcanzar la energía más alta para luego hacerlos chocar entre sí.  En las violentas colisiones que produce aparece de vez en cuando la partícula Higgs y  sólo en  uno por ciento de las ocasiones en que es producida por los choques, el Higgs está ligado a dos quarks “cima”.

El quark “cima”—  o “top” en inglés—  es la partícula elemental más pesada que existe. Siendo puntual y  elemental pesa lo mismo que un átomo de oro.

La semana pasada los experimentos ATLAS y CMS anunciaron haber visto eventos en los que la partícula Higgs  aparece acoplado con la más pesada de las partículas elementales de materia. 

Los eventos anunciados son aquellos en los que después de la colisión  de protones aparecen  dos quarks “top”  (cima) y una partícula Higgs. Todos ellos viven muy poco tiempo; desaparecen casi tan pronto como aparecieron.  Todos los productos inmediatos de la interacción se  desintegran en otras que a su vez decaen en partículas más estables. Es necesario reconstruir toda la reacción, paso por  paso, para llegar a calcular como el Higgs y los dos quarks “top” estaban acoplados al comienzo de todo el proceso.

Puesto que el Higgs es el responsable de dar inercia, es decir masa, a las partículas con las que interacciona, verla como se la vio, enlazada con el quark más pesado, permite decir que efectivamente se trata del acoplamiento más fuerte. Esto es justamente lo que uno esperaría y la verificación de esta expectativa es razón para celebrar. 

La medición permite decir con certeza que el Higgs está siendo el causante de que este quark tenga la enorme masa que tiene.

 

 * Investigador del Cinvestav

gherrera@fis.cinvestav.mx

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