Un acertado premio Príncipe de Asturias a la Investigación

El descubrimiento del bosón de Higgs en los experimentos ATLAS y CMS del LHC en julio de 2012 se recordará como uno de los hitos históricos en la física de partículas. Así lo ha reconocido, muy acertadamente, la concesión del Premio Príncipe de Asturias este año a Peter Higgs, a Francois Englert, y al CERN. Buena prueba de ello es que nadie en la comunidad científica se sorprendió cuando más tarde este año se anunció que el Premio Nobel sería también para Englert y Higgs. Todos estos galardones deben considerarse como un colofón merecido a una apasionante historia que ha durado casi 50 años. ¿Qué es lo que pasó hace 50 años?

En la búsqueda de posibles explicaciones que permitieran entender por qué algunas partículas, como los bosones intermediarios de las interacciones débiles (los W´s y el Z), tenían masa, mientras que otras no, como era el caso del fotón, partícula mediadora de las interacciones electromagnéticas, tres importantes trabajos científicos se publicaron en 1964, dando forma a una propuesta teórica especialmente elegante e ingeniosa. Los autores del primero de los tres trabajos fueron Robert Brout (que falleció en 2011) y Francois Englert, y casi simultáneamente se publicó el segundo siendo su autor Peter Higgs. Aunque la idea conceptual era la misma en ambos trabajos, al mecanismo propuesto se le acabó conociendo como mecanismo de Higgs. Y fue Peter Higgs quién explícitamente mencionó en su trabajo que dicho mecanismo implicaba la existencia de una nueva partícula que, de siempre, se ha conocido como “bosón de Higgs”. Poco después, también en 1964, se publicó el tercer trabajo, proponiendo la misma idea, y sus autores fueron Guralnik, Hagen y Kibble. Todo apunta a que habían llegado a la misma conclusión que Brout, Englert y Higgs de forma independiente.

El mecanismo de Higgs permite entender lo que se conoce como “rotura espontánea de la simetría electrodébil” y, además, por qué las partículas tienen masa. Un fantástico paso adelante en nuestra comprensión de las partículas elementales y de sus interacciones, y una pieza fundamental de lo que hoy conocemos como Modelo Estándar. El Modelo Estándar es nuestra biblia a la hora de describir cualquier proceso que queramos estudiar en física de partículas. Y es nuestra herramienta de cálculo a la hora de hacer predicciones que luego podemos verificar experimentalmente. Cada medida experimental que se ha ido realizando desde los años 60 no ha hecho más que confirmar que la propuesta de Peter Higgs y compañía funciona extraordinariamente bien. Es realmente fascinante el logro intelectual que supone haber sido capaz de imaginar algo que explica cosas tan complejas ¿Por qué ha hecho falta pues esperar tantos años para darles tan merecidos premios a estos físicos teóricos?

Es la norma por la que nos regimos los científicos. Por muy bella y elegante que sea una propuesta, es necesario que tenga una completa y rigurosa validación experimental antes de ser elevada a la categoría de Teoría. Todas sus predicciones deben ser verificadas. Mientras tanto solo podemos hablar de “modelos”. Es el experimento quien tiene la última palabra y quien debe poner el sello de calidad final. Y al Modelo Estándar le faltaba por validar una predicción: la existencia del bosón de Higgs. Este último ingrediente ha sido extraordinariamente difícil de confirmar, a pesar del esfuerzo que se ha realizado durante décadas por la comunidad de físicos experimentales. Ha sido necesario construir una máquina tan extraordinaria como el LHC, y unos detectores tan gigantescos y complejos como ATLAS y CMS. Y ha sido posible gracias a un laboratorio como el CERN, y a una comunidad científica que ha demostrado hasta donde se puede llegar trabajando en equipo y en un proyecto global. Como bien dice el acta del jurado que ha concedido el premio, “el descubrimiento del bosón de Higgs constituye un ejemplo emblemático de como Europa ha liderado un esfuerzo colectivo para resolver uno de los enigmas más profundos de la Física”. Es por eso que me parece especialmente acertado que el Príncipe de Asturias incluya entre los galardonados al CERN.

Pero lo importante hoy es que el esfuerzo ha valido la pena. Muchos son los que pueden sentirse orgullosos de haber contribuido. Y entre ellos hay también científicos y técnicos españoles. Toda nuestra comunidad se alegra del galardón concedido a Peter Higgs, Francois Englert y al CERN. Sin duda es muy merecido. Hoy sabemos que el bosón de Higgs es algo más que una brillante propuesta de unos físicos teóricos. Tenemos evidencia sobrada de su existencia, y se están midiendo sus propiedades que, de momento, son consistentes en todos sus aspectos con las predicciones del Modelo Estándar. Queda camino por recorrer, y son muchos los que piensan que se acabará encontrando alguna evidencia de que hay física más allá del Modelo Estándar. De nuevo, habrá que esperar a ver qué dicen los datos experimentales que se tomarán en el LHC, por ATLAS y CMS, a partir de 2015. En cualquier caso, yo creo que ya va siendo hora de dejar de hablar de Modelo y darle el título que se merece: es toda una Teoría.

Marcos Cerrada es Director del Departamento de Investigación Básica del CIEMAT