Alcaraz: “Al bosón de Higgs no le da apenas tiempo de recorrer la distancia de un núcleo atómico antes de desintegrarse”

La sesión forma parte del ciclo Los secretos de las partículas. La física fundamental en la vida cotidiana, con que el CERN celebra en España, en colaboración con la Fundación BBVA, el 60 aniversario de su creación. El CERN –siglas en inglés de Organización Europea de Investigación Nuclear–, situado cerca de Ginebra, es el mayor laboratorio de física de partículas del mundo, y opera el acelerador LHC.

“Lo que vemos hasta ahora es que el bosón de Higgs que hemos detectado se ajusta bastante bien a lo que predice el Modelo Estándar”

“Lo que vemos hasta ahora es que el bosón de Higgs que hemos detectado se ajusta bastante bien a lo que predice el Modelo Estándar”.

[la teoría que explica el comportamiento e interacciones de la materia que conocemos], dice Alcaraz, que desde hace varios años trabaja casi permanentemente desde el CERN. Alcaraz participó en el análisis de los datos que revelaron la detección del bosón, en 2012, y participa ahora en la continuación de estos análisis, que aún no han concluido.

Una de las predicciones cumplidas, por ejemplo, es que el tiempo de existencia de la partícula es brevísimo: “La vida media de un bosón de Higgs es una fracción de tiempo que se mide en billonésimas de billonésimas de segundo; no le da apenas tiempo de recorrer la distancia equivalente a un núcleo atómico, y ya se desintegra en otras partículas”, explica Alcaraz. Lo que ocurre durante esa fracción de tiempo deja una huella en el detector que es esencial para su estudio.

En el anillo del acelerador LHC viajan haces de protones a casi la velocidad de la luz, y en direcciones opuestas; en determinados puntos del túnel circular, justo donde están los detectores –también llamados experimentos-, los protones chocan y, obedeciendo a la famosa ecuación de Einstein, su energía se convierte en masa. Surgen así las nuevas partículas, entre ellas el bosón de Higgs. Pero, como se ha visto, instantáneamente se desintegran en otras partículas que viven a energías más bajas.

Una de las características del Higgs que se sale apenas de lo esperado es su masa: unas 134 veces superior a la masa del protón. “Es un poco más baja de lo esperado si se quiere que el Modelo Estándar siga siendo válido a cualquier energía superior”, dice Alcaraz. Este detalle puede ser casi irrelevante… o realmente esencial. Podría ser el indicio de que el Higgs en realidad se acopla también a partículas más masivas, quizás incluso las partículas supersimétricas.

La supersimetría es “el próximo gran reto” del LHC, señala Alcaraz. Se refiere a una teoría que prevé la existencia de toda una nueva familia de partículas, entre ellas las que podrían componer la misteriosa materia oscura –un tipo de materia mucho más abundante en el universo que la materia de la que estamos hechos nosotros, pero de la que no se sabe casi nada-. El LHC está ahora parado, pero cuando vuelva a operar de nuevo, en 2015, lo hará a más energía y buscará partículas supersimétricas.

Alcaraz recuerda, no obstante, que “no es la única teoría considerada, ni mucho menos”, para explicar lo que ocurre cuando se explora en la materia a energías muy altas; los físicos teóricos tienen un amplio menú de ideas exóticas disponibles, y “en cualquier momento podríamos llevarnos una sorpresa”. Él, de hecho, lidera el grupo que se prepara para analizar e interpretar los datos que no encajen con la supersimetría.