Qué es el bosón de Higgs

EL BOSON DE HIGGS

Actualización del 4 de julio de 2012: El CERN ha anunciado el descubrimiento de una nueva partícula que podría corresponderse con el bosón de Higgs

¿Qué es un bosón?

Hay dos tipos de partículas elementales en la naturaleza. Los más familiares son los fermiones, que están relacionados con la materia y que incluyen los electrones y quarks que forman los átomos; el cuerpo humano, por ejemplo, está hecho de fermiones. Menos conocidos, pero igualmente importantes, son los bosones, que están relacionados con las fuerzas; el fotón, por ejemplo, es el portador de la fuerza electromagnética.

¿Qué es el bosón de Higgs?

Es una partícula elemental relacionada con la masa. Su existencia fue predicha en los años 60 por distintos físicos teóricos, entre ellos el escocés Peter Higgs. Razonaron que la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear débil son dos caras de una misma fuerza, llamada electrodébil.

Las predicciones derivadas de este razonamiento han sido confirmadas en múltiples experimentos. Pero el razonamiento planteaba un problema: no podía explicar por qué el fotón (portador del electromagnetismo) no tiene masa, mientras que los bosones W y Z (portadores de la fuerza débil) son extraordinariamente masivos.

Para resolver el problema, se propuso una elegante solución teórica: del mismo modo que existe un campo electromagnético del que dependen las propiedades eléctromagnéticas de las partículas, existe un campo de Higgs del que depende su masa.

Así, los bosones W y Z tendrían una gran masa por su fuerte interacción con el campo de Higgs, mientras que el fotón no tendría masa porque no interactúa con este campo (igual que hay partículas sin carga eléctrica que son ignoradas por el campo electromagnético).

Si la solución es correcta, tiene una consecuencia importante: todos los campos de fuerza cuánticos (como el electromagnético) deben tener una partícula asociada; de modo que, si existe un campo de Higgs, debe existir también un bosón de Higgs.

Contrariamente a una idea extendida, esta partícula no es lo que da masa a otras partículas; lo que les da masa –si la teoría es correcta- es su interacción con el campo de Higgs. La existencia del bosón de Higgs (o su inexistencia) puede demostrarse experimentalmente en un acelerador de partículas como el LHC. Por lo tanto, esta partícula es la clave para demostrar la existencia del campo de Higgs y para comprender por qué la materia del Universo, así como algunos bosones, tiene masa.

¿Por qué es tan importante?

La importancia del bosón de Higgs va más allá de comprender la masa. Es la única partícula del llamado Modelo Estándar –la teoría física que explica las partículas y sus interacciones- cuya existencia aún no se ha podido demostrar experimentalmente.

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