Un comportamiento extremadamente raro del bosón de Higgs fue descubierto en los grandes colisionadores de partículas del CERN. Se trata de una descomposición de la partícula misteriosa que ha sido registrada por primera vez y que, según los físicos, podría insinuar la existencia de partículas desconocidas hasta ahora.
Bosón de Higgs, la partícula misteriosa
La partícula de Higgs se convirtió en la niña consentida del mundo de la física de partículas cuando en 2012 finalmente se comprobó su existencia. Los detectores A Toroidal LHC Apparatus (ATLAS) y Compact Muon Solenoid (CMS), ambos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), confirmaron la existencia de la hasta entonces hipotética partícula misteriosa y con esto, se completó el Modelo Estándar que rige la física de partículas.
Desde entonces, el bosón de Higgs se ha convertido en un objeto de estudio para los físicos que intentan comprender su comportamiento, ya que promete convertirse en una ventana hacia las partes más oscuras del mundo cuántico. Y así ha sido, pues gracias a él y la comprobación de su campo, comprendimos por qué las partículas fundamentales tienen masa.
A escala cuántica, el esfuerzo que requieren las partículas como los electrones o los quarks para atravesar el campo de Higgs, se traduce como una interacción o esfuerzo que es el que confiere la propiedad de masa a las partículas. La misma interacción con el campo de Higgs también explicaría por qué los fotones no poseen masa.
Pero además de que gracias a él finalmente tenemos una explicación para la masa bariónica, es una partícula sumamente interesante debido a que su campo tiene una naturaleza gregaria, es decir, que todas las partículas conocidas interaccionan con él, y además sus bosones son efervescentes como la espuma jabonosa. Esta propiedad convierte a los bosones de Higgs en un candidato perfecto para buscar signos de campos cuánticos hipotéticos y partículas relacionada a ellos, que normalmente no podrían estudiarse en otro entorno fuera del campo de Higgs.
“Cada partícula tiene una relación especial con el bosón de Higgs, lo que hace que la búsqueda de desintegraciones raras de Higgs sea una alta prioridad”, dice la coordinadora de física del experimento ATLAS del CERN, Pamela Ferrari.
Bosones Z y fotones como resultado
Básicamente lo que los físicos hacen es llevar a los bosones a colisiones para desintegrarse o descomponerse en otras partículas y encontrar pistas en el camino. La descomposición de una partícula es como la caída de un meteorito en la Tierra, podría suceder todo el tiempo pero no sabríamos que es así a menos que tuviéramos la suerte de encontrar alguna de las rocas en las que se desintegró.
Los físicos se encargan de recabar todas las pequeñas ‘rocas’ en las que se desintegran las partículas y como si armaran un rompecabezas, encuentran pistas sobre nuevas interacciones con otros campos cuánticos desconocidos. Específicamente con el nuevo hallazgo, se encontró que el bosón de Higgs logró descomponerse en un fotón y un bosón Z, que es la partícula encargada de la fuerza nuclear débil de corto alcance, una descomposición sumamente extraña que se predice que ocurriría únicamente una vez ente mil posibilidades.
Los físicos creen que la descomposición inusual anunciaría la existencia de partículas y campos cuánticos que sólo existen en la teoría y que no se ha logrado comprobarlos. “La existencia de nuevas partículas podría tener efectos muy significativos en los raros modos de desintegración del Higgs”, dice Florencia Canelli, coordinadora de física del otro detector CMS del CERN.
Por ahora la prueba evidencia nuevas partículas pero únicamente dentro de lo predicho por el Modelo Estándar, es decir, es lo que se esperaría en los libro. No obstante, los físicos han dicho que pueden mejorar la prueba y con esto, elevar las posibilidades de que el hallazgo sea ampliamente significativo y finalmente los lleve a encontrar nuevas partículas del reino cuántico.
