El histórico descubrimiento en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN y los progresos realizados desde entonces han permitido dar enormes pasos en nuestra comprensión del universo. El 8 de julio en Kinépolis Valencia, el IFIC organiza un evento divulgativo para conmemorar el aniversario con la presencia de los youtubers científicos Javier Santaolalla y Gata de Schrödinger
Hace diez años, el 4 de julio de 2012, las colaboraciones de los experimentos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN anunciaron el descubrimiento de una nueva partícula con características compatibles con las del bosón de Higgs. El descubrimiento supuso un hito en la historia de la ciencia y acaparó la atención mundial. El Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València, tuvo un papel destacado en este descubrimiento por su participación en el experimento ATLAS, uno de los dos detectores donde se descubrió esta nueva partícula.
Un año más tarde, en 2013, se honró a François Englert y Peter Higgs con el Premio Nobel de Física y el Príncipe de Asturias de Investigación Científica, pues ya en la década de 1960, y junto al difunto Robert Brout, predijeron la existencia de un nuevo campo fundamental, conocido como campo de Higgs, que llena el universo, se manifiesta como el bosón de Higgs y da masa a las partículas elementales.
«El descubrimiento del bosón de Higgs fue un hito monumental en la física de partículas. Marcó el final de un largo camino de investigación que duró décadas y el comienzo de una nueva era de estudios centrados en esta partícula tan especial», explica Fabiola Gianotti, Directora General del CERN y portavoz del experimento ATLAS en el momento del descubrimiento. «Recuerdo con emoción el día del anuncio, un día de inmensa alegría para la comunidad mundial en física de partículas y para todas las personas que trabajaron incansablemente durante décadas para hacer posible este descubrimiento».
La nueva partícula descubierta por las colaboraciones internacionales ATLAS y CMS en 2012 se parecía mucho al bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar. Pero, ¿se trataba realmente de esa partícula tan buscada? Tan pronto como se produjo el descubrimiento, ATLAS y CMS comenzaron a investigar en detalle si las propiedades de la partícula que habían descubierto coincidían realmente con las características que predecía el Modelo Estándar, la teoría que describe todo lo que vemos en el universo.
Utilizando datos recogidos durante la desintegración de esta nueva partícula en otras ya conocidas, las colaboraciones científicas internacionales ATLAS y CMS confirmaron propiedades predichas por el Modelo Estándar. Además, midieron la masa del bosón de Higgs con una impresionante precisión de casi uno por mil, obteniendo un valor de 125 gigaelectronvoltios (GeV). Conocer este valor es importante, pues, junto con otros parámetros, la masa del bosón de Higgs puede ayudar a determinar la estabilidad del vacío del universo.
Mucha investigación por delante
Aún queda mucho por aprender sobre el campo de Higgs y el bosón de Higgs diez años después. ¿Es el bosón de Higgs una partícula elemental o compuesta? ¿Puede interactuar con la materia oscura y revelar la naturaleza de esta misteriosa forma de materia? ¿Qué genera la masa del bosón de Higgs? ¿Tiene ‘gemelos’ o ‘parientes’? Encontrar respuestas a estas y otras preguntas no sólo contribuirá a nuestra comprensión del universo en sus escalas más pequeñas, sino que también puede ayudar a desvelar algunos de los mayores misterios que encierra el universo en su conjunto, por ejemplo cómo llegó a ser como es y cuál podría ser su destino final.
Mientras que las respuestas a algunas de estas preguntas podrían ser proporcionadas por los datos recogidos durante el próximo e inminente Run 3 del LHC o en posteriores periodos de funcionamiento del acelerador, se cree que las respuestas a otros enigmas están fuera del alcance del LHC, requiriendo una futura ‘fábrica de Higgs’. “Los colisionadores de alta energía siguen siendo el microscopio más potente del que disponemos para explorar la naturaleza a las escalas más pequeñas y descubrir las leyes fundamentales que rigen el universo», afirma Gian Giudice, jefe del departamento de Teoría del CERN.
Participación del IFIC en el descubrimiento del Higgs
El Instituto de Física Corpuscular participa desde sus comienzos en el experimento ATLAS, que cuenta con la colaboración de alrededor de 3.000 personas. El grupo ATLAS del IFIC está formado por 50 personas, que trabajan en todos los aspectos relacionados con la construcción y operación del experimento, un detector de 45 metros de largo, 25 de alto y 7.000 toneladas. También ha jugado un papel fundamental en el desarrollo de los algoritmos y el análisis de datos que permitieron encontrar el bosón de Higgs y medir sus propiedades. El Tier 2 del IFIC también juega un papel clave en la gestión y distribución de la ingente cantidad de datos producidos en las colisiones de ATLAS.
El investigador del IFIC Carlos Lacasta es el representante español de ATLAS. “El descubrimiento del bosón de Higgs es muy importante por varios motivos. El fundamental es que es un tipo de partícula que nunca se había visto. Pensamos que es una partícula fundamental, que no está formada por otras. Hemos descubierto algo que, aunque estaba ‘anunciado’ desde hacía mucho, es realmente nuevo, y necesitamos poner el foco en conocer las propiedades de esta nueva partícula”, destaca.
Lacasta subraya el desarrollo tecnológico que se necesitó para encontrar este escurridizo bosón: “La búsqueda del bosón de Higgs no fue fácil. De hecho, costó 50 años conseguirlo, 30 de los cuales se dedicaron al diseño y construcción del acelerador, el LHC, y los detectores, ATLAS y CMS, que lo avistaron por primera vez”. El investigador valenciano recuerda esos días de 2012: “Durante el descubrimiento hubo mucha emoción, resultado de un esfuerzo titánico a nivel internacional. Desde España fue también muy especial. La comunidad científica española había jugado papeles muy importantes en el diseño, construcción y operación de los detectores y en la generación de algoritmos para buscar y encontrar el bosón de Higgs”.
Evento en València para conmemorar el aniversario
El próximo 8 de julio a las 18:30h en Kinépolis Valencia se reunirán dos de los más famosos influencers en el campo de la ciencia: Javier Santaolalla y Rocío Vidal, conocida como la Gata de Schrödinger. Ofrecerán dos charlas para todos los públicos sobre el bosón de Higgs, tanto sus implicaciones para la Física como las cuestiones sociales que implica el descubrimiento en nuestro mundo cotidiano. Durante el evento se darán a conocer las importantes contribuciones del grupo de ATLAS del IFIC al descubrimiento y a estos 10 años de investigación con la ayuda de la artista visual Patossa. El acto cuenta con el patrocinio de los programas CIDEGENT y Prometeo de la Generalitat Valenciana y los proyectos de la Agencia Estatal de Investigación.
