Investigadores del Gran Colisionador de Hadrones claman haber encontrado la partícula que originó al Universo
Hoy 4 de julio, a las 4:45 a.m. tiempo local de Nueva York, dentro de una librería del campus Manhattan de la Universidad de Columbia, Micheal Tuts estaba listo para destapar la champaña.
El físico tenía buena razones para celebrar: el equipo masivo de científicos del que es parte (3 mil investigadores trabajando en el experimento ATLAS) que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones de Europa, ha anunciado que descubrimiento de una nueva partícula.
Esta partícula se extremadamente similar a la tan anhelada y siempre hipotética partícula Higgs-Boson (bosón de Higgs), famosa por explicar bajo un modelo teórico el cómo las partículas elementales, como los quarks, tienen masa, lo que podría explicar la manera en que se originó el Universo.
Un equipo realizó un experimento competente y comparable en tamaño al del ATLAS, llamado CMS, llegó a un descubrimiento parecido en su complejo de colisionamiento.
Ambos equipos de investigación anunciaron sus resultados durante el seminario matutino de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, pro sus siglas en ingles), el laboratorio europeo para fisicos nuecleares y de particulas que operan el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés).
El anuncio de la mañana en Génova, donde se encuentra el CERN, significó que científicos de todo el mundo estaban al tanto y monitoreando la noticia durante las horas previas.
Tuts y sus colegas de Columbia decidieron, así, ser anfitriones del monitoreo noticioso que se celebró en la librería del campus, donde un video en vivo, cuyo servidor está en el CERN, se proyectó mientras especialistas degustaban de café, bebidas, y aperitivos.
Cerca de 50 personas, muchos de ellos estudiantes, estaban al tanto del evento, que empezó a las 2:30 a.m., hora del Este.
Al contrario de circunstancias pasadas centradas en la partícula o bosón de Higgs en años pasados, que se produjeron con ambigüedad y confusión acerca del tema, este evento no decepcionó:
Los científicos del experimento ATLAS dijeron que las información resultantes más reciente reveló la presencia de una partícula desconocida con una masa alrededor de 12.5 GeV, o 126. 5 millones de electrón-voltios.
Un electrón-voltio es la unidad de la física de masa de energía; en comparación, el protón tiene una masa de cerca de 1GeV.
Crucialmente, los hallazgos de ambos equipos parecen ser demasiado grandes. En término físicos, la evidencia de una nueva partícula requiere de una medida de 3-sigma, correspondiente una probabilidad en 740 de encontrar un factor al azar que explique las observaciones.
Una reclamación de descubrimiento, en este caso, requiere de una medida de 5-sigma, o una posibilidad en 3.5 millones de que las observaciones se deben al azar.
Esto significa que un descubrimiento debe realizarse bajo una circunstancia azarosa del encuentro que explique observaciones anteriores sobre la teoría en cuestión.
Es por eso cuando en diciembre pasado, los dos experimentos habían anunciado lo que llamaron como “pistas intrigantes y tentadoras” de algo que se asomaba en la data del colisionador.
Pero dichas pistas habían caído por debajo del nivel 3-sigma.
Este nuevo descubrimiento del ATLAS no sólo pasó el estándar de evidencias, sino que pasó sin problemas el estándar de descubrimiento de 5-sigma, y el CMS obtuvo un 4.9-sigma.
“Esta es la paga” dijo Tuts después que los dos equipos anunciaron sus últimos análisis de la caza de la Higgs.
“Esto es para lo que haces” dijo el mismo Peter Higgs, quien creó la teoría sobre la partícula elemental del universo, y quien estuvo en Génova para el seminario junto con otros físicos eminentes del campo que desarrollaron la teoría.
“Para mí, es realmente una cosa increíble que haya pasado en mi vida” dijo Higgs a la audiencia del CERN.
El físico estaba a lado de los teóricos que en 1960 propusieron lo que se llama ahora el mecanismo Higgs, cuya hipótesis es la existencia de un campo permeando todo el espacio, junto con una partícula asociada.
Este campo imparte partículas con masa ejerciendo una especie de arrastre sobre ellas, ralentizándolas de la misma manera en que un ser humano disminuye su caminata cuando se sumerge en el agua; la expansión del Universo.
La nueva partícula encaja con el esquema del bosón de Higgs, pero los investigadores advirtieron que un mayor trabajo es necesario para comparar las propiedades de la partícula a las predichas para la Higgs.
Después de todo, los detectores del LHC no pueden identificar directamente a la partícula Higgs: el gran colisionador acelera protones hacia energías sin precedentes de 4 mil millones de millones de electrón-voltios (4 TeV), antes de colisionar un rayo de protón que viaja bajo cronómetro con un rayo que viaja en sentido contrario.
De las partículas que emergen a partir del choque, algunas de ellas existen por un instante antes de decantarse en otras partículas.
En el caso de la Higgs, los físicos solo pueden inferir su existencia y propiedades de las demás partículas mundanas en las que se desintegra y produce, como fotones de rayos gamma o pares de electrones.
La nueva partícula tiene la masa correcta para ser la Higgs y, en términos generales, se desintegra como se predijo lo hace la Higgs, aunque algunas ambigüedad permanecen.
“Sólo hemos registrado un tercio de la información esperada en 2012” dijo la portavoz del ATLAS, Fabiola Gianotti del CERN, durante la presentación.
“Este es sólo el comienzo. Hay más por venir? dijo Gianotti.
