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CIENCIA

Los físicos ya han ‘cazado’ el Higgs 800 veces

El CERN trabaja para caracterizar la perseguida partícula que explica el origen de la masa

Un registro del Higgs captado en el detector CMS del acelerador LHC.
Un registro del Higgs captado en el detector CMS del acelerador LHC.

Los físicos del CERN, un mes después de la presentación mundial del descubrimiento de una nueva partícula que es casi seguro el perseguido bosón de Higgs, tienen ya casi 800 registros de ella, obtenidos en los dos enormes detectores, Atlas y CMS, que protagonizan la búsqueda. El acelerador LHC y los experimentos funcionan a pleno rendimiento en el Laboratorio Europeo de Física de partículas (CERN), junto a Ginebra, para lograr caracterizar esta partícula clave para entender el origen de la masa.

A medida que avanza la investigación, los físicos del CERN ganan certeza en sus resultados sobre el hallazgo del bosón de Higgs, la partícula predicha hace décadas que permite explicar por qué algunas partículas (como los quarks del núcleo atómico) tienen masa, mientras que otras (como los fotones de luz) carecen de ella. El nivel ha aumentado desde la presentación de los resultados el 4 de julio. A partir de 5 sigma, como dicen los especialistas de física de partículas, se reconoce un descubrimiento y si el pasado diciembre los indicios del Higgs se situaban aún en torno a 3 sigma, hace un mes se había alcanzado 5 sigma. Ahora Atlas lo ha superado: está en 5,9 sigma, lo que significa que la probabilidad de que sea erróneo el resultado es de uno en 550 millones.

El nivel de certeza del hallazgo ha aumentado con los datos del último mes

Cuando chocan las partículas aceleradas en el LHC se generan nuevas partículas, incluido, muy de vez en cuando, el bosón de Higgs. Pero se desintegran casi inmediatamente. Lo que los físicos hacen con sus detectores es registrar esas desintegraciones y reconstruir las partículas de origen para comprobar, mediante complicados análisis, si está el Higgs. Y este bosón puede mostrarse en diferentes tipos de desintegraciones, o canales, como ellos dicen.

En CMS tienen ya unos 430 registros en total “en los cinco canales más importantes de desintegración del Higgs para la masa de 125 GeV”, explica Teresa Rodrigo, presidente del consejo de las instituciones científicas de CMS. La misma responsabilidad, pero en Atlas, la desempeña Martine Bosman: “El número de sucesos [registros] varía mucho en función del canal de desintegración”. En total en este detector, tiene ya más de 350 Higgs.

Que en las colisiones del LHC se ha descubierto una nueva partícula y que muy, muy probablemente es el bosón de Higgs que faltaba en el Modelo Estándar de física de partículas parece claro. Pero los científicos son rigurosos y advierten que no podrán estar completamente seguros de su identidad hasta que no conozcan sus características. Siguen trabajando, pero “de momento no hay resultados nuevos al respecto”, señala Rodrigo. “En esto se concentran ahora los análisis”, añade Bosman.

El acelerador LHC se apagará en 2013 para aumentar su energía en 2014

Tanto Atlas como CMS han enviado esta semana los respectivos artículos científicos para su publicación oficial, con toda la información sobre el hallazgo y los detalles del trabajo de cada uno. Se publicarán a finales de mes en la revista europea Physics Letters B. Los físicos de partículas muy rara vez dan a conocer sus descubrimientos en revistas como Nature y Science, que cubren todos los campos de la ciencia y que ellos no consideran altamente especializadas. Además, como hacen los físicos desde hace unos años, Atlas y CMS han adelantado en internet, en la web Arxiv, los dos artículos, en inglés. Uno se titula Observaciones de una nueva partícula en la búsqueda del bosón de Higgs del Modelo Estándar en el detector Atlas del LHC, y tiene 38 páginas; el otro, con 57 páginas, es Observación de un nuevo bosón de masa 125 GeV con el experimento CMS del LHC.

El LHC seguirá funcionando ininterrumpidamente con las colisiones de protones (utilizadas en la búsqueda y estudio del Higgs) hasta diciembre de este año. Luego se dedicarán unas pocas semanas a experimentos con iones pesados (que necesita otro detector, el Alice) y, a principios del 2013, se apagará la gran máquina científica para, durante un año y medio, hacer la puesta a punto necesaria para aumentar su energía. Ahora están funcionando con 4 teraelectronvoltios (TeV) por haz (8 TeV de energía en las colisiones) y el plan es ponerlo en marcha de nuevo en otoño de 2014 con una energía de 14 TeV (7 TeV por haz).