Peter Higgs, François Englert y el CERN, Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica

cern

Los trabajos pioneros de Peter Higgs, François Englert (y el compañero fallecido de este, Broust) que establecieron la base teórica del llamado bosón de Higgs, y el acelerador de partículas del CERN, que consiguió demostrar su existencia, han recibido el Premio Príncipe de Asturias de la Investigación y Técnica . Los físicos formularon la existencia del bosón de Higgs, clave para explicar el origen de la materia en el Universo.

El 4 de julio de 2012 un equipo de científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) anunció el descubrimiento de una partícula subatómica que podría ser el bosón de Higgs, considerada clave para la comprensión del Universo y que empezó a ‘perseguirse’ en 1964.

Este hallazgo les ha valido a los físicos que teorizaron el bosón de Higgs, Peter Higgs (Reino Unido) y François Englert (Bélgica) junto al CERN ganar el Premio Príncipe de Asturias de Investigación científica y Técnica 2013.

Los experimentos llevados a cabo en el CERN, CMS (un detector en el Gran Colisionador de Hadrones, el LHC) y ATLAS (otro de los experimentos que trabaja en la búsqueda del bosón de Higgs), condujeron a observar una nueva partícula en la región de masas de alrededor de 126 GeV (126 veces más pesado que el protón).

Esta partícula era compatible con el bosón de Higgs, una partícula elemental de la naturaleza propuesta en el Modelo Estándar de Física de Partículas -una teoría que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen toda la materia-.

El resultado obtenido en julio del pasado año fue “preliminar”, ya que aún tenían que medirse las propiedades del bosón para estar seguros.

Según explica el CERN, el bosón vive muy poco antes de desintegrarse en “partículas ligeras y estables” que revelan sus propiedades. El modelo estándar predice la frecuencia y modo de desintegración del bosón.

En marzo de 2013 el CERN presentó nuevos resultados preliminares sobre la partícula encontrada en 2012. Los investigadores encontraron que la nueva partícula se parece cada vez más a un bosón de Higgs, ya que está asociada al mecanismo que da masa a partículas elementales.

Sin embargo, sigue sin resolverse si es el bosón de Higgs del Modelo Estándar o una partícula más ligera de diversos bosones a los que apuntaban algunas teorías que van más allá del Modelo Estándar.

Buscando el bosón durante décadas

En 1964, el físico británico Peter Higgs (1929) envió un artículo corto a una revista académica del CERN que contenía una innovadora teoría, pero que finalmente no se publicó. En ella proponía la existencia de una partícula que podría explicar cómo surgió el Universo hace 13,7 millones de años a través del Big Bang. Sin embargo, sus ideas cayeron en saco roto durante muchos años.

Por su parte, los físicos François Englert y Robert Brout (fallecido en 2011) formularon ese mismo año, al mismo tiempo y de manera independiente, la existencia de la partícula subatómica en el origen de la masa de otras partículas.

En la década de los 70, señala el CERN, los físicos observaron estrechos vínculos entre dos de las cuatro fuerzas fundamentales, la fuerza débil y la fuerza electromagnética. Ambas fuerzas puedes describirse en la misma teoría, que constituye la base del modelo estándar.

Esta ‘unificación’ implica que la electricidad, el magnetismo, la luz y algunos tipos de radiactividad son manifestaciones de una única fuerza subyacente conocida como ‘fuerza electrodébil’.

Las ecuaciones básicas de la teoría unificada describen correctamente la fuerza electrodébil y la fuerza que lleva asociada de transporte de partículas, concretamente el fotón y los bosones W y Z, excepto un problema importante asociado.

Estas partículas emergen sin una masa en el caso de los fotones, mientras que los bosones W y Z tienen casi 100 veces más masa que un protón. Los teóricos Robert Brout, François Englert y Peter Higgs hicieron una propuesta que consistía en resolver este problema.

Lo que se conoce como mecanismo Brout-Englert-Higgs da lugar a una masa W y Z cuando interactúan con un campo invisible, que ahora se llama el ‘campo de Higgs‘, que impregna el universo.

Justo después del Big Bang, el campo de Higgs era cero, según el Universo se fue enfriando y la temperatura cayó por debajo de un valor crítico. El campo creció espontáneamente y cualquier partícula que interactuaba con él adquirió una masa.

Cuanto más interactúa una partícula con este campo, más pesada se torna. Partículas como los fotones, que no interactúan con él, resultan no tener masa. Al igual que todos los campos fundamentales, el campo de Higgs tiene una partícula asociada, el bosón de Higgs, que es la manifestación visible del campo de Higgs, como podría ser una ola en la superficie del mar.

(Fuente   rtve.es, Vicky Bolaños 29.05.2013)

Acerca de Elvira González

Asesora de Ciencias de la Naturaleza en el Berritzegune Central de Bilbao.
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