Este viernes, el acelerador de partículas Tevatron dejará de funcionar después de más de 25 años buscando el llamado Bosón de Higgs, supuesto origen de toda la materia conocida. Con él se cierra una de las grandes etapas de la nueva física y arranca la cuenta atrás para determinar si la conocida como ’partícula de Dios’ existe y confirma la base de toda la teoría física actual. De no aparecer, la comunidad científica deberá reformular casi cinco décadas de investigación.Entre uno y dos años es el tiempo fijado por la comunidad científica para encontrar pruebas empíricas concluyentes de la existencia del Bosón de Higgs. Si a finales de 2013 no ha podido demostrarse que la llamada ’partícula de Dios’ existe y es, tal y como señalan las distintas formulaciones teóricas, la causa del origen de toda materia conocida, la nueva física perderá su pilar básico. Sin los cimientos que la llevan sujetando desde hace décadas, los científicos deberán reformular el acercamiento a la realidad que se ha dado por bueno en los últimos años e intentar buscar otra explicación a por qué funcionan las cosas como lo hacen.
¿Y por qué ahora? ¿Por qué esta acelerada solicitud de divorcio entre la investigación física y el que ha sido su ’niño mimado’ en la búsqueda del origen, del big-bang de toda la materia que nos rodea? El próximo día 30 de septiembre, el Tevatron, el acelerador de partículas considerado hasta ahora como el instrumento más eficaz en la búsqueda del Bosón de Higgs, se apagará definitivamente. El cierre del colisionador marca el fin de una etapa de la nueva física. Con sus últimas aportaciones y datos se prolongará la investigación durante uno o dos años más. Después de eso, Higgs se daría por perdido y nos diría que todavía “hay nueva física” por descubrir fuera de los esquemas conocidos. Habría que buscar el porqué de la existencia en otro lado.
Así lo ha explicado a EL IMPARCIAL el profesor de investigación de ICREA (Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados) en el Instituto de Física de Altas Energías de Barcelona, Aurelio Juste. El físico lidera actualmente —y hasta que los datos arrojados hasta el día 30 se agoten- la búsqueda del Bosón en el grupo de trabajo DZero, uno de los dos equipos de investigación que han operado con Tevatron en los laboratorios Fermilab de Chicago.
Según Juste, encontrar una partícula que encaje a la perfección en los parámetros formulados para el Bosón de Higgs y dentro del margen otorgado de apenas 24 meses no es lo más probable. “Puede que encontremos algo, pero posiblemente vamos a ver un comportamiento diferente al postulado. Otra opción muy plausible es que, directamente, no encontremos nada”. Tras once años inmerso en los experimentos del Tevatron, el físico no considera el “no hallazgo” como una derrota de la formulación física contemporánea, sino como la apertura hacia “un nuevo escenario muy interesante”.
La pieza escondida
El Bosón de Higgs es un concepto teórico sobre el que se basa la totalidad de la física moderna. Considerando su existencia real y verdadera, todo encaja: la concepción de la energía, la formulación de la fuerza o el tipo de partículas subatómicas que existen. “A partir de la observación de la naturaleza, los físicos formularon el llamado ’modelo estándar’”, explica Juste, “pero para que este modelo funcione” y ratifique las teorías físicas actuales “es necesario que el Bosón exista”, concluye.
El ’modelo estándar’ explica matemáticamente el funcionamiento real de la materia y su comportamiento cuando se expone a diferentes niveles de energía e o “choca” entre sí, proceso que reproducen los aceleradores como el Tevatron. Este modelo se situaría en la base de todos los procesos físicos de la realidad. Según explica el físico del ICREA, hasta ahora todas las pruebas empíricas “están en perfecto acuerdo” con el ’modelo estándar’.
El único cabo que se escapa de la madeja “casi” perfecta de la teoría física de partículas viene de un problema de masa: el modelo estándar, para que se cumpla en todos los casos, requiere que las partículas tengan una masa cero, algo que no se corresponde, tal y como apunta Juste, con lo que se observa en la realidad. El Bosón de Higgs es la partícula que cierra el círculo, aquella que, al entrar en colisión con el resto, les dota de su masa y resuelve el problema del origen de esa materia observada que no cuadra con la teoría. Una suerte de ’Dios’, al fin y al cabo.
El modelo adquiere la condición de puzle perfecto al que le falta una pieza cuya existencia se deduce una y otra vez a partir de experimentos paralelos, pero que nunca ha podido ser observada directamente.
Sin embargo, el Tevatron cuenta sus últimas horas en funcionamiento y el Bosón de Higgs sigue a gusto en su ínfimo escondite.
Punto de inflexión
Aurelio Juste reconoce que la física de altas energías “que investiga en regímenes de energía tan grandes y distancias tan pequeñas, no le resulta demasiado relevante al ciudadano de a pie para su vida cotidiana”. Sin embargo, el físico destaca que “gran parte de los desarrollos tecnológicos de hoy en día en electrónica, medicina o radioterapia tiene su origen en la investigación de física de partículas”. Además, Juste tampoco niega lo evidente: “Esta investigación responde básicamente a la naturaleza del ser humano, al deseo natural de entender en detalle el universo que nos rodea”.
Sin olvidar el deseo innato de conocimiento del hombre y las posibles aplicaciones futuras de estos experimentos, “que van más allá de lo que podamos anticipar hoy en día”, lo cierto es que la situación económica del momento suele imponerse a casi todo. Tal y como cuenta Juste, el gobierno de Estados Unidos contaba con dos grandes inversiones en investigación de partículas: el Tevatron y el nuevo acelerador del CERN (Centro Europeo de Investigación Nuclear), el LHC. “En un momento dado, supongo que uno tiene que revisar y calibrar el potencial de cada uno y decidir si está justificado seguir operando con ambos”.
El colisionador europeo ha inclinado la balanza hacia su lado y seguirá operando, pero según las estimaciones de la comunidad científica, confirmadas a este periódico por Juste, los datos extraídos por el Tevatron serán los definitivos en lo que a la búsqueda del Bosón de Higgs se refiere.
“En el próximo año saldrán los resultados definitivos”, afirma el físico, quien explica que, en cuanto a los puestos de trabajo —unos 1.000 investigadores entre los dos equipos vinculados al Tevatron- el cierre del acelerador no supondrá una sangría puesto que “la mayoría estamos ya inmersos en otros experimentos con el LHC”.
Lo que sí termina con él es, según Juste, “uno de los periodos más exitosos de investigación”, puesto que en el Tevatron ha tenido lugar “uno de los grandes descubrimientos de la física de los últimos años”, el de la partícula elemental Quark Top, y “ha contribuido de manera más indirecta al progreso en otras áreas”.
El Tevatron pasará, pues, a la historia se descubra o no el Bosón en base a sus datos. Pero, ¿y si la comunidad científica agota estos últimos análisis y Higgs no aparece? “Si no se descubriera, el modelo teórico vigente entraría en contradicción directa con los resultados experimentales y no tendríamos explicación sobre el origen de la masa de las partículas”. Ante este posible panorama, Juste se muestra fascinado. “El descubrimiento de Higgs sería muy satisfactorio, pero no aprenderíamos nada más allá de la ratificación de nuestra teoría”. Si no se descubre, “entraríamos en una revolución que exigiría mirar las cosas con otros ojos”.
¿Aplauso para la teoría física de los últimos 25 años o revolución y nueva etapa? La respuesta, a partir de este viernes, en un año.
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