El CERN descubre una nueva partícula consistente con el bosón de Higgs

04/07/2012

Los resultados son todavía preliminares y se presentarán este sábado a la comunidad científica internacional en la conferencia más importante de la física de partículas, ICHEP2012 en Melbourne. A pesar de que no son definitivos, y que en las próximas semanas los investigadores trabajarán para prepararlos para ser publicados, los datos muestran con claridad la existencia de una nueva partícula, con un nivel de confianza estadística de 5 sigmas, el umbral de lo que los científicos consideran un descubrimiento.

Como nos explica la investigadora del IFAE Martine Bosman, actualmente presidenta del Consejo del experimento ATLAS, "muchos de nosotros, de los físicos, nos hemos hecho grandes construyendo y analizando los datos de experimentos que buscaban el Higgs. ¡Ahora hemos encontrado una nueva partícula, y algunas de sus características son las que se esperan del Higgs! Durante las semanas y meses que vienen mediremos mejor sus propiedades y se irá aclarando, poco a poco, su verdadera naturaleza."

El hecho es que no hay duda que lo que han observado en el CERN es un bosón y que es el bosón más masivo nunca encontrado. Pero, ¿qué queda por hacer para confirmar que se trata del Higgs? Nos lo explica el investigador ICREA del IFAE Mario Martínez: "tenemos que mirar los datos que tenemos hasta ahora con lupa. Los datos analizados son los recogidos por los experimentos durante 2011 y 2012, pero este año tendremos todavía más. Además, hemos buscado el Higgs sólo en dos de los canales en los que podríamos encontrarle. Para saber seguro que es el Higgs y no otra partícula, tenemos que observarle a través de todos los posibles señales que sabemos debería dejar en el detector."

El hallazgo del Higgs era hasta ahora el eslabón perdido del Modelo Estándar de la Física de Partículas, un modelo que nos había ayudado a entender –con una precisión casi única en la ciencia- nuestro universo y la materia. Pero sabíamos también que muchas partículas tienen masa, y explicar esto con el modelo requería la existencia de una partícula que hasta ahora no se había observado: el bosón de Higgs.

Una vez que se publiquen estos resultados, cosa que se espera para finales de julio, se necesitarán los nuevos datos del acelerador LHC, el Gran Colisionador de Hadrones, que continuará tomando datos hasta como mínimo finales de este año. Estos datos y los análisis futuros nos permitirán conocer los detalles de esta partícula. ¿Se trata del Higgs del Modelo Estándar, o podría ser una partícula todavía más exótica que abra las puertas a nueva física?

Un Higgs más exótico, que no encaje totalmente con el modelo, podría estar relacionado con el hallazgo del origen del universo oscuro. Toda la materia que podemos observar en el universo parece ser sólo el 4% del total. Si la partícula que se ha observado es un Higgs exótico, podría ayudarnos a entender no sólo el origen de la masa de las partículas que ya conocemos, sino también del 96% del universo que todavía desconocemos.

Desde 1993, el IFAE ha contribuido activamente a la construcción y operación del detector ATLAS, a los estudios de física y a la vida institucional de la colaboración. Concretamente, el grupo ha construido uno de los tres "barriles" del calorímetro hadrónico formado por 64 módulos de 11 toneladas cada uno y se encargó de su electrónica calibración. Además, diseñó parte del software del filtro de sucesos que se usa durante la adquisición de datos. Actualmente desarrolla detectores de silicio de última generación para su implementación en la mejora prevista del detector. El IFAE lleva a cabo un programa de física muy completo de medidas que ponen a prueba las predicciones del modelo estándar y son cada vez más sensibles a la posible presencia de nueva física. Estos estudios incluyen la búsqueda del bosón de Higgs en su modo de desintegración a quarks b. El IFAE también está muy presente en la organización de la colaboración. Por ejemplo, en dos ocasiones desde su formación, el consejo de la colaboración ATLAS ha sido presidido por un miembro del IFAE.

El análisis de los datos no sería posible sin el sistema mundial de procesamiento de datos del LHC, el de mayor capacidad jamás construido. Su núcleo central está situado en el CERN e incluye 11 centros de primer nivel conectados directamente al CERN por fibras ópticas de alta capacidad. Uno de estos 11 centros es el Port d'Informació Científica (PIC), situado en el campus de la Universitat Autònoma de Barcelona.