INFORME INTERNACIONAL
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Creo que lo tenemos. Con estas palabras,
Rolf Hauer, director de Centro Europeo para la
Investigacin Cientfica (CERN, siglas en francs)
terminaba su alocucin el cuatro de julio de 2012,
ante un auditorio abarrotado, mientras miles de
personas seguamos la transmisin en nuestras
computadoras literalmente embelesados. Se refera a
la partcula que conocemos como el bosn de Higgs,
recientemente ms justamente llamada el bosn de
Englert-Brout-Higgs, por el nombre de los cientficos
que propusieron, primero que muchos otros, casi
simultneamente su existencia. Hauer resuma as el
anuncio de los voceros de los experimentos ATLAS
y CMS podan confirmar la existencia de una nueva
partcula con una masa unas 126 veces mayor que la
del protn, cuyo comportamiento pareca compatible
con el que debera tener una de las partculas
postuladas tericamente por el Modelo Estndar de
partculas elementales y an no descubierta.
El director del CERN fue cauteloso en su anuncio,
como corresponde a un cientfico. Pasar un buen
tiempo antes que partcula descubierta pueda
ser identificada, ms all de toda duda, con el
bosn escalar que la teora predice. Sin embargo,
prcticamente nadie duda que as sea, y as fue
anunciado con gran alboroto en todos los peridicos
El bosn de Higgs Organizador del Universo
El bosn escalar es el responsable de una serie de
fenmenos extraordinarios, sin los cuales el Universo no
sera el que conocemos. Tiene el honor de ser la partcula
elemental ms publicitada y celebrada de la historia.
Para m fue una emocin muy especial saber que algunas
de las grficas que se mostraron en la presentacin del
cuatro de julio de 2012, haban sido hechas por nuestros
graduados de la Universidad de Los Andes.
Alejandra Melfo*
del mundo. El bosn escalar tiene el honor de ser la
partcula elemental ms publicitada y celebrada de la
historia, con gran distancia.
Por qu tanta alharaca? el Modelo Estndar de
las partculas elementales contempla la existencia de
otras 16 partculas, desde las ms familiares como
el electrn hasta la ms recientemente descubierta,
el quark top. Algunas las conocemos desde hace
muchsimo tiempo, algunas literalmente las podemos
ver, como el fotn. Otras las hemos detectado
slo indirectamente, como los quarks, que son los
componentes de los neutrones y protones. Una
partcula ms no tendra que ser una novedad, ni
siquiera por el hecho de ser descubierta a partir de
una prediccin terica: tambin el bosn vectorial
llamado Z fue encontrado despus de ser postulado
por Glashow, Weinberg y Salam, como un ingrediente
indispensable de la teora de las interacciones entre
partculas elementales.
Sucedi lo mismo con el quark charm, y con el
mismo top. Uno pensara que los fsicos ya tendran
tanta confianza en la teora detrs del Modelo
Estndar, como para dar por sentado que si requiere
de la existencia de una partcula para ser consistente,
esta partcula tarde o temprano sera detectada por
los poderosos aceleradores.
Infografa de CERN subterrneo:
http://www.eluniversal.com/vida/120706/complejo-europeo-cern
Infografa que muestra los equipos usados para el descubrimiento
del Bosn de Higgs.
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Pero es que el bosn escalar no es una partcula
cualquiera. En primer lugar, el Modelo Estndar no
puede predecir su masa, y eso quiere decir que los
fsicos experimentales no podan saber exactamente
a qu energa buscarla, esto ha retrasado su
descubrimiento un largo trecho. En segundo lugar, su
naturaleza es completamente distinta de las dems:
hasta ahora conocamos la existencia de partculas
llamadas fermiones (porque siguen la estadstica
de Fermi-Dirac) y de otras llamadas bosones
(que siguen la estadstica de Bose-Einstein) pero de
naturaleza vectorial.
Ms explcitamente, los fermiones que conocemos
son de dos tipos: los livianos o leptones, que
comprenden por ejemplo el electrn y el neutrino,
y los quarks, que no se encuentran de manera libre
en la naturaleza sino conformando siempre otras
partculas no elementales. Los fermiones forman la
materia de la que estamos hechos, y otras partculas
no elementales, que slo encontramos en los
aceleradores, pero materia al fin.
Los bosones vectoriales son partculas muy
curiosas, que se encargan de transmitir o mediar las
interacciones entre las dems. Se llaman tambin
por eso bosones intermediarios, y el ejemplo
ms conocido es el fotn, la partcula de la luz, que
transmite la fuerza electromagntica. Los bosones W
y Z son muy semejantes al fotn, pero tienen masa,
y existen otros ocho que se encargan de mantener
a los quarks confinados dentro de protones y
neutrones, mediando la llamada fuerza fuerte. Se
llaman vectoriales porque precisamente tienen
naturaleza vectorial, como las cantidades vectoriales
que nos son familiares: la posicin y la velocidad. El
bosn de Englert-Brout-Higgs no es de ninguna de
estas dos clases, es un bosn escalar, se describe
matemticamente de una manera completamente
distinta, y se comporta de forma totalmente original.
Es el primero de su especie.
Sin embargo, ni siquiera eso es lo que lo hace tan
especial. Leon Lederman, uno de los ms famosos
fsicos experimentales de nuestro tiempo, frustrado
por los largos aos de infructuosa bsqueda del
bosn escalar, relata que haba dado en llamarlo
la maldita partcula (the goddamn particle) y que
quiso ponerle ese nombre a un libro de divulgacin
que escribi. Siempre segn Lederman, los editores
escandalizados lo convencieron de llamar al libro La
partcula de Dios (the god particle), y as la suelen
llamar los peridicos, para horror de algunos fsicos.
Sin embargo, basta estudiar un poco el papel del bosn
escalar en la estructura del mundo de las partculas
elementales, para que el apelativo no suene tan
exagerado. Y es que el bosn escalar es el responsable
de una serie de extraordinarios fenmenos, sin
los cuales el Universo no sera el que conocemos.
Para empezar, sin bosn de Higgs ninguna de las
partculas que conocemos tendra masa. Imaginemos
unos electrones sin masa: imposible hacer tomos.
Sin el bosn escalar, no seran distintos los electrones
de los muones ni de los neutrinos, los fotones seran
indistinguibles de las partculas Z Para hacerlo
corto: el Universo no sera ms que una masa informe,
una sopa de partculas incapaz de formar estructuras,
ni galaxias, ni estrellas, ni planetas y mucho menos
personas ni revistas del Cdchta. El bosn escalar es
realmente una especie de organizador del Universo.
Para los fsicos tericos, haber descubierto el
bosn escalar implica algo mucho ms impresionante:
el descubrimiento de un nuevo fenmeno fsico,
conocido como el rompimiento espontneo de
simetras. Este fenmeno es la base de la teora
ms elegante y precisa que se ha desarrollado para
explicar el comportamiento de las partculas que
hemos venido observando. Se trata nada ms y nada
menos de una manera distinta de ver el mundo de la
fsica, y si bien casi todos estbamos seguros que era
la correcta, ver la comprobacin experimental ha sido
para muchos uno de los momentos ms asombrosos
y emocionantes de nuestras carreras. Yo me anoto
all, pero adems con una satisfaccin adicional:
en el descubrimiento del bosn escalar ha tomado
parte activa una nueva generacin de cientficos
venezolanos, pioneros en el desarrollo de la fsica
experimental en nuestro pas.
Desde hace varios aos, y gracias fundamentalmente
al incansable esfuerzo de Jos Ocariz (egresado de
la ULA, actualmente investigador de la Universidad
de Pars) y de Luis Nez (profesor actualmente
jubilado del Departamento de Fsica), una larga serie
de estudiantes de la ULA han tenido la oportunidad
de hacer pasantas, becas de pregrado y estudios
de doctorado en los experimentos del Cern. Estos
alumnos y exalumnos, con el apoyo incondicional de
los profesores del Centro de Fsica Fundamental, se
encontraron en el Cern en un mundo completamente
nuevo, aprendiendo un tipo de fsica que no tiene
tradicin en nuestro pas, y supieron responder al reto
con creces. A travs del programa HELEN (High Energy
Latinamerican-European Network), se consiguieron
inicialmente recursos para enviar un estudiante al
ao, a hacer una pasanta corta. El ao siguiente nos
dijeron: manden ms como ese, al menos dos por
ao. Y as cada ao, programa tras programa (HELEN
Peter Higgs. Foto tomada de interne
http://www.ph.ed.ac.uk/higgs/ Profesora Alejandra Melfo. Foto: Mara
Jos Barrios.
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* Investigadora del Centro de Fsica Fundamental,CFF.
Profesora del departamento de Fsica de la Facultad
de Ciencias ULA
[email protected]
culmin, pero otros lo sustituyeron) y con un enorme
esfuerzo, nuestros muchachos no solo dieron la talla,
sino que poco a poco fueron consolidando uno de los
grupos latinoamericanos ms grandes de estudiantes
en el Cern. Todos ellos forman parte del esfuerzo
multinacional por extender las fronteras de nuestro
conocimiento en este mundo de las partculas, y
algunos muy especficamente han participado de
forma activa y directa en el descubrimiento del
Higgs. Para m fue una emocin muy especial saber
que algunas de las grficas que se mostraron en la
presentacin del cuatro de julio, haban sido hechas
por nuestros graduados. En una colaboracin no se
habla de nombres, el esfuerzo es colectivo, pero aqu
entre nosotros les puedo decir que el team gocho
tuvo muchsimo que ver en este descubrimiento.
El Cern, a pesar de su carcter europeo, aglutina
una enorme cantidad de pases de todo el mundo
a travs de acuerdos de cooperacin. Actualmente
35 pases, entre los que se cuentan casi todos los
de Latinoamrica, tienen acuerdos de cooperacin
oficiales. Venezuela no est entre ellos, a pesar que
por el nmero de venezolanos (mayoritariamente
Infografa de CERN subterrneo:
http://www.eluniversal.com/vida/120706/complejo-europeo-cern
Infografa del modelo estndar de partculas de la fsica:
http://www.prensa.com/impreso/mundo/descubren-un-%C2%B4boson%C2%B4/105415
nuestros muchachos, pero tambin egresados de
otras universidades del pas) que trabaja actualmente
all, la presencia de nuestro pas es ms significativa
que la de muchos otros de la regin. Para hacer un
acuerdo de cooperacin, se necesita la participacin
activa del Gobierno del pas en cuestin. Seguimos
esperando que el esfuerzo, y el xito, de nuestros
egresados, redunde en que pronto el mapa del
mundo mostrando los pases involucrados que se
exhibe en cada presentacin del Cern, deje de tener
esa triste e injusta mancha blanca en el lugar donde
est Venezuela.
