"A veces es agradable tener razón": Peter Higgs
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El bosón de Higgs es una partícula que explica la existencia de masa y contiene la clave para comprender el Universo.
Londres, Inglaterra.- Durante mucho tiempo, el nombre de Peter Higgs no era conocido más allá del ámbito de la física. Ya en 1964 había predicho la existencia de una partícula elemental decisiva, conocida como el "bosón de Higgs".
El bosón es clave en la explicación de cómo ciertas partículas elementales obtienen su masa y permite asomarse a la observación de lo que ocurrió inmediatamente después del Big Bang.
Casi al mismo tiempo otros físicos postularon lo mismo. Pero tuvieron que esperar unos 50 años hasta que se logró la prueba de su hipótesis.
Este año, por fin, con 84 años, Higgs fue galardonado junto con el belga François Englert con el premio Nobel de Física por su predicción de la existencia de la partícula.
Higgs recibió "gozando en silencio" la noticia que llegó a fines de 2011 del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), que se encuentra en Ginebra. Allí, sus colegas probaron la existencia de una partícula que era muy probablemente el "bosón de Higgs".
Cuando, alrededor de medio año después se anunció la existencia de una partícula con las características predichas por el británico en un seminario cargado de expectativas, Higgs tuvo que secarse algunas lágrimas de los ojos.
En el vuelo de regreso a su hogar, confesó en una entrevista que celebró con una lata de "London Pride", una cerveza clásica inglesa.
El "bosón de Higgs" es considerado uno de los descubrimientos más importantes de los pasados 50 años. Se trataba de la pieza faltante del rompecabezas del Modelo Estándar de la física de partículas, que explica el funcionamiento del universo y describe los componentes fundamentales de la naturaleza.
Cuando era un joven investigador, Higgs trabajaba en la Universidad de Edimburgo. Allí se le ocurrió la "idea" revolucionaria.
Durante una excursión por las montañas del altiplano escocés, postuló la existencia de la partícula, pero en el ámbito académico no le creyeron de inmediato. Su primer artículo sobre el tema ni siquiera fue publicado en la revista "Physics Letters" del CERN.
Posteriormente, el CERN gastó fondos multimillonarios para poner a prueba la teoría de Higgs.
El artículo revisado fue publicado finalmente en 1964, en la revista "Physical Review Letters", la competencia de "Physics Letters".
Pero el mundo científico seguía dudando, al igual que el renombrado físico Stephen Hawking, quien hasta hizo una apuesta. Luego tuvo que admitir que perdió 100 dólares.
El término "partícula de dios" no le gusta a Higgs. El nombre fue inventado por un editor en 1993. El premio Nobel de Física Leon Lederman quería publicar un libro titulado "La partícula maldita", pero su editor impuso el título "Partícula de dios".
¿Por qué no le gusta a Higgs el término "partícula de dios? "En primer lugar, soy ateo", dijo a la emisora británica BBC. "En segundo lugar, soy consciente de que el nombre tenía la intención de ser una broma, y una no muy buena,según mi opinión".
El trabajo de Higgs es complicado. En 1993 el entonces ministro de Ciencia británico William Waldegrave ofreció una botella de champaña a quien pudiera explicar esos conocimientos en una hoja.
Higgs nació el 29 de mayo de 1929 en Newcastle upon Tyne como hijo de un ingeniero de sonido. Se involucró en la política y respaldó el movimiento en contra de las armas atómicas, pero se distanció del mismo cuando éste también comenzó a dirigirse contra el uso civil de la energía nuclear.
También respaldó a Greenpeace, hasta que la organización tomó una posición en contra del uso de la tecnología genética. "Eran bastante histéricos", dijo Higgs al diario "Daily Telegraph".
En 2004 no asistió a la entrega del premio Wolf en Jerusalén, uno de los galardones más prestigiosos de la física. Higgs dijo que no viajaría a Israel en protesta por la política del gobierno contra los palestinos.
En relación a su descubrimiento, Higgs, quien tiene dos hijos, es humilde. "No pensé que iba a ocurrir mientras vivía", dijo recientemente a la revista "New Scientist".
La situación cambió cuando se construyó el mayor acelerador de partículas del mundo. "A veces es agradable tener razón", añadió.
El bosón de Higgs
El bosón de Higgs es una partícula que explica la existencia de masa y contiene la clave para comprender el Universo.
Llamada "partícula de dios", el bosón de Higgs era la pieza faltante del Modelo Estándar de la física, que describe cómo los átomos interactúan, pero que no podía explicar por qué poseen masa.
Cada una de las 12 partículas elementales posee una anti-partícula, que lleva la carga eléctrica contraria.
En el Modelo Estándar original, no se podía asignar a las partículas una masa. Pero sin masa, las partículas serían tan veloces como la luz, por lo que no habría acumulaciones, y por lo tanto tampoco átomos, estrellas, planetas o seres humanos.
Para resolver este dilema, Peter Higgs y François Englert desarrollaron independientemente uno del otro un mecanismo que le otorga masa a las partículas. El bosón forma parte de esta teoría desarrollada por Higgs y Englert en la década de 1960.
Existen dos grupos de partículas subatómicas: los fermiones, que se consideran los constituyentes básicos de la materia, y los bosones, son los mediadores de fuerza o partículas portadoras de las interacciones fundamentales.
Cuando una partícula pasa por el campo de Higgs, interactúa con él y adquiere masa.
El director del CERN, Rolf Heuer, comparó el campo de Higgs con una sala llena de periodistas. Cuando una celebridad camina a través de la sala, pronto se verá rodeada de periodistas, que harán que camine más despacio, adquiriendo "masa".
Los periodistas también interactuarán entre ellos en grupos, de manera similar a lo que forman los bosones de Higgs, indicó.
Experimentos realizados en la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida por la sigla CERN, en Ginebra, Suiza, demostraron que es muy probable la existencia del bosón.
Los físicos aún no están totalmente seguros de haber hallado el bosón de Higgs. Si así fuera, su descubrimiento validaría el Modelo Estándar.
Si el nuevo bosón descubierto es un poco diferente del que originalmente concibió Higgs, esto podría ayudar a resolver preguntas que no pueden ser respondidas con el Modelo Estándar.
Por ejemplo, ayudaría a explicar la materia oscura, una forma de materia invisible que se cree forma la mayor parte del Universo.
Las partículas elementales de la materia
En base a las investigaciones, los físicos han reunido sus conocimientos sobre la materia en el Modelo Estándar de partículas elementales. A continuación, sus principales componentes:
MATERIA: Los seres humanos, los animales y los planetas, todo lo que vemos, está formado por materia. En total hay doce partículas que la forman, subdivididas en seis quarks y seis leptones. Por ejemplo, los protones y neutrones del núcleo atómico están compuestos por quarks. Los electrones en cambio pertenecen a la categoría de los leptones.
BOSONES: Entre las partículas hay interacciones que son las responsables de mantener unida la materia. Las cuatro fundamentales son la interacción nuclear fuerte, la débil, la electromagnética y la gravitatoria. Estas interacciones se producen porque las partículas de materia intercambian partículas elementales llamadas bosones. La fuerza electromagnética mantiene por ejemplo unidos los componentes del átomo gracias a los fotones, que cuando tienen una determinada energía vemos como luz. La interacción débil produce la radiactividad, la fuerte mantiene unido el núcleo atómico y los quarks en el interior de los protones y neutrones. La gravedad, como cuarta fuerza básica fundamental no tiene ningún papel en el microcosmos.
EL BOSON DE HIGGS: Durante mucho tiempo no estaba claro de dónde obtenían la masa las partículas más pequeñas. Sin masa serían tan rápidas como la luz y no podría haber aglomeraciones de materia, ni planetas ni seres humanos. El bosón de Higgs es la solución propuesta a este problema. Una partícula que posee las propiedades de éste fue descubierto en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), pero las características exactas aún son investigadas por los científicos. Si existe tal como fue predicho, probaría también la presencia del campo de Higgs, que de acuerdo con la teoría permea el universo entero y frena de manera diferencial a las partículas, que se comportan como dotadas de masa. Cuanto mayor sea la fuerza de frenado, más masa adquieren.
El CERN: una Organización Europea para la Investigación Nuclear (con infografía 15.851)
En la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra los físicos hacen chocar entre sí en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), la mayor máquina de investigación del mundo, partículas diminutas y miden los productos de su descomposición.
De esta manera, dos equipos de física buscaron, con la ayuda de los detectores ATLAS y CMS, al bosón de Higgs y, tras una interrupción por tareas de construcción, retomarán el análisis de la partícula en el anillo del LHC.
El invento más popular del CERN de Ginebra lo utilizan actualmente en todo el mundo unos 1.500 millones de personas. La World Wide Web -creada en el CERN en 1990 para facilitar a los físicos el acceso a los datos- salió rápidamente de los laboratorios en Suiza para conquistar el mundo, revolucionó el acceso a la información y permitió la creación de nuevos gigantes económicos.
Pero la "WWW" es sólo uno de los muchos productos secundarios surgidos en el centro de investigaciones fundado en 1954.
Los experimentos realizados en el CERN tuvieron una influencia decisiva en nuestra comprensión actual del mundo y también produjeron numerosos productos que se aplican en la vida diaria.
La técnica de detección de la física de partículas está ampliamente extendida en el diagnóstico en medicina, mientras que los aceleradores de partículas ya no son inusuales en los tratamientos contra el cáncer.
Pero además, las investigaciones no se centran sólo en física y tecnología. La fundación del CERN fue considerada también un importante paso político. Personas de diferentes naciones, entre otros también de los entonces países del bloque oriental, se conocieron allí personalmente y colaboraron en los trabajos. Así, la colaboración científica demostró ser un paso que valió la pena en el camino a la cooperación política.
En nombre de la organización es un acrónimo que responde a su denominación inicial: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (consejo europeo para la investigación nuclear). Actualmente participan en el centro 20 países.
Los ganadores del Premio Nobel de Física desde 2003
El Premio Nobel de Física se concede desde 1901. El primer galardón fue para el físico alemán Wilhem Conrad Röntgen por el descubrimiento de los rayos X.
Los premiados en los diez últimos años fueron:
- 2013: El belga François Englert y el británico Peter Higgs por su predicción de la existencia del bosón de Higgs.
- 2012: El francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland por sus innovadores experimentos que posibilitaron la medición y manipulación de sistemas cuánticos individuales. De esta manera establecieron nuevas bases para la fabricación de relojes más precisos y nuevas computadoras.
- 2011: Los estadounidenses Saul Perlmutter, Adam G. Riess y el estadounidense-australiano Brian P. Schmidt por sus observaciones cosmológicas sobre la expansión acelerada del universo.
- 2010: El holandés Andre Geim y el ruso-británico Konstantin Novoselov por sus trabajos sobre el grafeno, un magnífico conductor del calor y la electricidad muy útil para el desarrollo de dispositivos electrónicos flexibles y más eficientes.
- 2009: El chino Charles K. Kao y los estadounidenses Willard S. Boyle y George E. Smith por dos logros que ayudaron a establecer las bases de las redes de comunicación en la sociedad actual: la transmisión veloz de datos por fibras ópticas y el circuito semiconductor de imagen, el sensor CCD.
- 2008: El estadounidense Yoichiro Nambu y los japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa por el descubrimiento y explicación del mecanismo de ruptura espontánea de simetría en la física subatómica, que mejora decisivamente la comprensión de la naturaleza.
- 2007: El alemán Peter Grünberg y el francés Albert Fert por su descubrimiento de la magnetorresistencia, que permite ampliar considerablemente la capacidad de almacenamiento de datos de los discos duros de los ordenadores.
- 2006: Los estadounidenses John C. Mather y George F. Smoot por el descubrimiento de la forma de cuerpo negro y la anisotropía de la radiación cósmica de fondo, conocido como el "eco del Big Bang".
- 2005: El estadounidense Roy J. Glauber, por su contribución a la teoría cuántica de la coherencia óptica, y el estadounidense John L. Hall y el alemán Theodor W. Haensch por sus contribuciones al desarrollo de la espectroscopía de precisión basada en el láser, una técnica de medición de una precisión hasta el momento jamás conseguida.
- 2004: Los estadounidenses David J. Gross, H. David Politzer y Frank Wiczek por sus conocimientos sobre la fuerzas entre las partículas de materia más pequeñas del núcleo atómico, los quarks.
- 2003: El estadounidense Alexei Abrikosov, el ruso Vitaliy Ginzburg y el británico Anthony Leggett, "por sus contribuciones pioneras a la teoría de los superconductores y los superfluidos".
Por Helen Livingstone/DPA