fisica

Qué es el bosón de Higgs?
Javier Flores
T
oda la materia visible, de la que están hechas las estrellas y nosotros mismos, está formada por átomos cuya estructura básica es un núcleo rodeado por una nube de electrones. Dependiendo de sus características, forman todos los elementos conocidos, como el hidrógeno, el oxígeno, el sodio, el cloro, etcétera, los cuales al unirse forman moléculas comoel agua, la sal y estructuras tan complejas como los planetas y las galaxias o las células del cerebro humano. Así, en el nivel atómico se encuentran las claves para entender cómo está formado el universo, cómo se originó y, por decirlo de algún modo, cuál es su destino.
Originalmente se pensó que los átomos eran indivisibles; sin embargo, actualmente se sabe que no es así. Los elementosconstituyentes del núcleo atómico (protones y neutrones), por ejemplo, están formados a su vez por elementos más pequeños (los quarks). De este modo, la estructura del átomo es en realidad una constelación de corpúsculos microscópicos, algunos de los cuales, hasta donde sabemos, ya no pueden dividirse, y se les conoce como partículas elementales. Hay dos tipos básicos: los fermiones y los bosones.Durante el siglo XX se demostró la existencia de gran variedad de partículas, entre ellas los quarks ya mencionados (de los que hay seis variedades), los neutrinos (con tres tipos diferentes) y los leptones (que incluyen, además de los ya conocidos electrones, a los muones y los tauones). A todos ellos se les denomina en conjunto fermiones, en honor al genial físico italiano Enrico Fermi (1901-1954), yson, por decirlo así, la materia que integra los átomos.
Un aspecto muy importante es cómo interactúan o, dicho de otra manera, cómo funcionan estos fermiones (en una especie de fisiología atómica, si se me permite el símil). Para ello se requiere de otras partículas que actúan de intermediarias y éstas son los bosones, llamados así para honrar al físico hindú Satyendra Nath Bose (1894-1974), delos cuales se han identificado con certeza seis (fotón, gluón, W, Z, pión y kaón). Los bosones serían los mediadores en las fuerzas que operan a nivel atómico y en el conjunto del universo.
Algunos ejemplos: los gluones (de glue, pegamento en inglés) son los bosones que mantienen fuertemente unidos a los quarks en el interior del núcleo atómico; sin ellos éstos se desintegrarían y no existiríanada de lo que conocemos, incluidos nosotros. Son los causantes de las llamadas interacciones nucleares fuertes, una de las cuatro fuerzas presentes en el universo.
Otro ejemplo son los fotones. Las partículas que tienen carga eléctrica interactúan mediante el intercambio de fotones, los cuales son los intermediarios de la fuerza electromagnética. Existen además las fuerzas nucleares débiles,mediadas por los bosones W y Z. Esta fuerza débil permite explicar, por ejemplo, el decaimiento beta, asociado a la radiactividad (hay además una cuarta fuerza, la gravitacional, que supondría la intermediación de un bosón, hasta ahora hipotético, llamado gravitón, que no forma parte del modelo estándar).
El modelo estándar es una formulación teórica que intenta describir cuáles son las partículasfundamentales y las interacciones que hay entre ellas. A partir del comportamiento de unos cuantos elementos conocidos, es posible deducir teóricamente (matemáticamente) cuáles son las partículas y mediadores faltantes en el modelo, lo que permitiría explicar cabalmente la estructura y comportamiento de los átomos… y del universo. De este modo, muchos de los fermiones y bosones que he mencionado hansurgido primero como ideas en la mente de los físicos más brillantes, pero deben enfrentar una prueba muy difícil: la confirmación experimental de su existencia.
Una de las grandes lagunas en el modelo estándar ha sido cómo explicar que las partículas adquieran masa. Hay unas más masivas que otras, e incluso algunas, como los fotones, que carecen de ella. Mayor masa significa mayor inercia (la...