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SCI-INNOVACIÓN

El descubrimiento del Bosón de Higgs, la ‘partícula de Dios’

La existencia del Bosón de Higgs completa el Modelo Estándar

A mediados de los años sesenta el físico Peter Higgs propuso la existencia de un mecanismo que ahora conocemos como ‘el campo de Higgs’, que explicaría por qué las partículas como los quarks y los leptones tienen masa. El campo hipotético hasta aquel entonces, implicaba la existencia de una partícula misteriosa que interactuara con él y dotara de masa a las demás partículas. Durante décadas los físicos buscaron la partícula escurridiza y se llegó a pensar que podría no existir, pero finalmente el 4 de julio de 2012, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, anunció el descubrimiento del famoso bosón de Higgs.

El bosón de Higgs suele conocerse como la ‘partícula de Dios’ y es que la partícula es la última pieza del rompecabezas que comprende el Modelo Estándar de la física de partículas, que permaneció 48 años sin resolverse. El modelo es sumamente importante para la ciencia, pues describe todas las partículas que habitan en el Universo y que mediante sus interacciones, componen la realidad tal y como la conocemos.

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Por esta razón, la búsqueda del bosón de Higgs se volvió una búsqueda implacable durante largas décadas para los físicos, pues de encontrarse, sería la confirmación de que la física de partículas estaría encaminada hacia la dirección correcta.

Finalmente el 4 de julio de 2012, casi cinco décadas después de que Peter Higgs postulara su inquietante teoría, el esfuerzo conjunto de los proyectos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, dio sus frutos. Los físicos anunciaron el descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs, comprobando de esta forma la existencia de la llamada ‘partícula de Dios’ que vino a completar el Modelo Estándar.

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En 2022, se cumple exactamente una década de uno de los hallazgos más importantes de toda la física moderna, de esta forma se pudo comprender el mecanismo que da lugar a la masa y con esto, se abrió una ventana enorme hacia el mundo subatómico que durante siglos estuvo fuera del mapa humano.

El Modelo Estándar de Partículas

Durante mucho tiempo se pensó que los átomos eran las partículas más elementales de la materia y todo lo que podemos percibir en el Universo. Sin embargo, conforme la física fue adentrándose cada vez más en el mundo subatómico, los investigadores se percataron de que en realidad los átomos están compuestos por diversas partículas aún más pequeñas. De esta forma llegamos a comprender que un átomo está compuesto por protones y neutrones que se alojan en el núcleo y por electrones que lo orbitan.

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Pero la intrincada composición del Universo y todo lo que conocemos no podía ser tan sencilla. Hoy en día sabemos que dichos protones, electrones y neutrones, a su vez están conformados por otras partículas más pequeñas todavía. En total, se han descubierto 17 partículas que reciben el nombre de ‘elementales’ debido a que mediante su al interactuar entre ellas bajo la influencia de las fuerzas, son la piedra angular de todo lo que conocemos en el cosmos. Al conjunto de las 17 partículas elementales, se le conoce en física como el Modelo Estándar.

¿Qué es el bosón de Higgs?

Justamente aquí es donde entran los bosones, pues el Modelo Estándar se divide en dos grandes familias: fermiones y bosones. Se podría decir que los primeros son los ladrillos de los que está compuesto el Universo, que dependiendo de cómo se combinen es como se obtienen átomos de diferentes formas. En total se conocen 12 tipos de fermiones que a su vez están divididos en seis diferentes quarks y seis leptones distintos.

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Los bosones, en cambio, son las partículas portadoras de las fuerzas que provocan las interacciones entre los fermiones para que conformen toda la materia que conocemos. Existen distintos tipos de bosones, seis para ser exactos y cada uno de ellos se encarga de transportar las cuatro fuerzas fundamentales del Universo.

Le fuerza electromagnética es transportada por el fotón, la fuerza nuclear fuerte por el gluón, y los bosones W (uno de carga positiva y otro de carga negativa) y Z se encargan de la fuerza nuclear débil. En el modelo faltaría el gravitón que serían el bosón encargado de la interacción gravitacional, sin embargo, este no se ha encontrado y por ahora se mantiene como una partícula hipotética.

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El bosón de Higgs también forma parte de este grupo de seis y su descubrimiento ha sido de gran importancia, debido a que explicaría una pregunta clave en física de partículas: los leptones y quarks son los encargados de dotar de masa a la materia, pero, ¿de dónde obtienen la masa estas partículas? La respuesta es el campo de Higgs, un campo que permea todo el Universo, que sería invisible para el ojo humano y que dota de masa a todas las partículas que navegan en él, por lo tanto, el bosón de Higgs es la partícula encargada de darle masa a los leptones y quarks que a su vez, conforman todo lo que conocemos en la realidad cósmica.

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