El bosón de Higgs.

El Modelo Estándar es una excelente teoría sobre la naturaleza de la materia. Es una teoría que identifica partículas (leptones, quarks y hadrones) que constituyen la materia y describe cómo interactúan. Pero no es una teoría acabada, ni definitiva.

¿Qué hace que unas partículas tengan más masas que otras? El campo de Higgs es el que se encarga de ello. Está compuesto por las partículas (bosones) de Higgs que le dan sus propiedades y dota de masa a las partículas subatómicas, interactuando con ellas.

Mientras el Fotón sin masa no interactúa, el Electrón que no tiene casi masa se desplaza sin casi oposición, al Muón le cuesta un poco más, la partícula W le cuesta más trabajo atravesarlo y el Quark-top le resulta casi imposible convirtiéndolo en más masivo. En definitiva, todas estas partículas subatómicas nadan en el “océano del campo de Higgs” de distinta maneras. Si este campo no existiese todas ellas no tendrían ninguna masa.

Esta partícula es teórica, es decir no ha sido descubierta experimentalmente, pero es necesaria para que la teoría estándar de la física de partículas funcione. Descubrirla experimentalmente es el objetivo del gran colisionador de hadrones (LHC) en el CERN, donde hay cuatro experimentos, siendo uno de ellos el experimento ATLAS. Se pretende que al colisionar dos protones aparezca el Bosón de Higgs durante una fracción casi imperceptible de segundo.

Una billonésima antes del Big Bang y de que apareciera la materia se formó una gran sopa que ocupaba todo el universo, llamada campo de Higgs y las moléculas que lo componen son los Bosones de Higgs. El LHC trata de reproducir las mismas condiciones del Big Bang de la sopa primigenia del campo de Higgs.

Si esto se confirma se trataría de ir más allá, tratando de entender de qué está hecho el universo, puesto que no conocemos casi el 96%, pues no es detectable por no tener carga eléctrica y no emitir luz. En este sentido el CERN es el mayor microscopio y al mismo tiempo el mayor telescopio para conocer el universo. En otras palabras se trata de describir el ADN cósmico del que está construido.

Newton explicó que el peso está relacionado con la masa y Einstein la relación entre masa y energía, pero ninguno de ellos explicó qué era la masa, al igual que ocurre con las ecuaciones fundamentales del modelo estándar, aunque los objetos claramente la tienen.

Si se consigue encontrar el Bosón de Higgs el modelo estándar todavía tendrá que enfrentarse a tres retos, que no explica este modelo:

La asimetría materia – antimateria: debería haber partes iguales de materia y antimateria (simetría CP) después del Big Bang, sin embargo estrellas y nebulosas están constituidas por materia y no antimateria.

La materia oscura y la energía oscura: la mayor parte del universo está constituida de ellas y no son partículas que están en el Modelo Estándar.

La gravedad: el gravitón nunca fue detectado y el Modelo Estándar no consigue incluir la interacción gravitacional porque no tiene la misma estructura de las otras tres interacciones (electromagnética, fuerte y débil).

Pero éstas serán otras historias.