Los físicos quieren entender cómo el bosón de Higgs estabiliza nuestro universo. Afortunadamente, tienen un plan

La historia del bosón de Higgs aún tiene que ser contada. Ya han pasado casi doce años desde que los físicos del CERN confirmaron que habían dado con una nueva partícula cuyas propiedades eran consistentes con las características que atribuían a este peculiar bosón. El 4 de julio de 2012 la humanidad presenció un hito monumental, pero aquel momento no fue el colofón de un proyecto; en realidad fue el primer recodo de un camino en el que solo hemos dado unos pocos pasos.

Hoy los físicos continúan estudiando las propiedades del bosón de Higgs. De hecho, es tan importante conocer un poco mejor esta partícula que los técnicos del CERN han introducido en el LHC, su mayor acelerador de partículas, las modificaciones necesarias para producir varios millones de bosones de Higgs durante los próximos dos o tres años. Actualmente esta máquina opera con un nivel mayor de energía con la esperanza de comprobar si este bosón es realmente una partícula fundamental. O si, por el contrario, tiene estructura interna.

El bosón de Higgs es importante porque nos permite entender cómo adquieren masa las partículas elementales como resultado de su interacción con el campo de Higgs. Si no existiese este mecanismo el Modelo Estándar, que aún hoy es la teoría de la física más exitosa, no sería válido. Sea como sea los físicos que operan el experimento ATLAS del CERN tienen un plan para conocerlo mejor. Encontrar un bosón de Higgs fue extremadamente complicado, pero esto no parece desanimarlos: ahora se han propuesto dar con dos a la vez. Y tienen una buena razón para marcarse este objetivo.

Los físicos sospechan que este bosón tiene la responsabilidad de estabilizar el universo

Los científicos del CERN han intentado recrear las condiciones necesarias para producir la mayor cantidad posible de pares de bosones de Higgs simultáneamente y en el mismo lugar. No se trata en absoluto de un propósito caprichoso. Su intención es estudiar la interacción entre dos de estas partículas debido a que sospechan que es un mecanismo fundamental del Modelo Estándar que puede ayudarles a entender en qué medida el bosón de Higgs contribuye a sostener la estabilidad de nuestro universo. Ni más ni menos.

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Los físicos del CERN creen que el fenómeno "di-Higgs" es un acontecimiento 1.000 veces menos probable que la producción de un solo bosón de Higgs

El problema es que producir dos bosones de este tipo en el mismo lugar y al mismo tiempo (este fenómeno se conoce como producción de "di-Higgs") es muy difícil. De hecho, es un acontecimiento 1.000 veces menos probable que la producción de un solo bosón de Higgs.

Además, para más inri, localizar este fenómeno en la montaña de datos que ha entregado el detector ATLAS durante la iteración 'Run 2' de colisiones es como buscar una aguja en un pajar. Cada segundo se producen aproximadamente 40 millones de colisiones, y los físicos del CERN creen que los sensores de ATLAS únicamente habrán recogido durante todo el ciclo 'Run 2' unos pocos miles de eventos "di-Higgs".

Afortunadamente estos científicos saben dónde deben mirar para encontrar las parejas de bosones que están buscando. O, al menos, tienen algunas pistas. Una de las estrategias más prometedoras consiste en prever las distintas formas en que los "di-Higgs" pueden decaer para intentar seguir su rastro. Los físicos de ATLAS han combinado cinco estudios diferentes gracias a los que están llevando a cabo la búsqueda de parejas de bosones de Higgs más ambiciosa que ha tenido lugar hasta ahora.

Cada uno de esos estudios aborda una de las posibles formas de decaimiento o desintegración. En cualquier caso, aquí no acaban sus opciones. La actual iteración de colisiones 'Run 3', y, por supuesto, el futuro LHC de alta luminosidad, que estará listo en 2030, serán dos magníficas oportunidades para dar con el fenómeno "di-Higgs". Crucemos los dedos.

Imagen | CERN

Más información | CERN

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