El Misterio Está en la Masa

Como hemos visto, aunque pudiéramos eliminar todo cuanto existe en el espacio aún seguiría existiendo algo, pues el vacío está muy lleno, y una de las cosas que podríamos encontrar en el vacío es el famoso bosón de Higgs que cuando fue encontrado la gente preguntaba ¿pero qué es eso del bosón? Algunos contestaban: es el que da la masa.

¿Pero qué es un bosón? ¿Qué es eso de que da la masa? ¿Por qué Higgs?

Pero…vayamos por partes

Si nos damos un paseo y cogemos una piedra del camino, tenemos claro que tiene masa, la podemos sentir en nuestras manos y pensamos de ella que es algo propio de su naturaleza tenerla, pues de lo contrario, no existiría. Pero la piedra, como todo cuanto nos rodea, está compuesta por millones y millones de átomos y dentro de cada uno de ellos existen una serie de partículas denominadas protones, neutrones y electrones.

Los protones y neutrones están constituidos por partículas aún más pequeñas que se denominan quarks. Los electrones son, de por sí, una partícula elemental. Todas las partículas elementales pueden dividirse en dos grupos: las de materia (fermiones) y las de fuerza (bosones), los quarks y los electrones pertenecen a la primera. Los bosones se encargan de transmitir la fuerza que se da entre las partículas. Cada fuerza fundamental tiene su partícula encargada de realizar esta labor, así la fuerza electromagnética tiene al bosón fotón para transmitirla, la fuerza nuclear fuerte al bosón gluón, la débil tiene a los bosones W y Z y aún queda por encontrar al “gravitón” que sería el portador de la fuerza gravitatoria.

Bien, hasta aquí ya tenemos localizado al bosón… pero ¿y el Higgs?

El Modelo Estándar de física de partículas (teoría que combina la mecánica cuántica con la de la relatividad y establece ecuaciones que predicen la existencia de un gran número de partículas) no permitía que algunas de ellas tuvieran masa (los bosones W y Z), pero resultó que sí, que la tenían. Entonces, algunos científicos allá por los sesenta, se pusieron a investigar el tema y se preguntaron por qué unas partículas tenían mucha masa como los quarks, los electrones muy poca y los fotones no tenían ninguna.

Peter Higgs

Entonces aparece en escena Peter Higgs, junto con otros científicos como F. Englert y R. Brout para ponerle un pequeño “parche” a la Teoría Estándar y que todo encajara como debiera, respetando la masa de esas díscolas partículas. Y es aquí cuando surge el “Campo de Higgs”. La forma más popular de explicar dicha hipótesis es mediante la siguiente analogía:

Imaginemos un océano donde nada felizmente un pez que es un auténtico velocista, se desliza perfectamente por el agua y apenas ésta le pone resistencia, detrás de él nada agotado un submarinista, entrado en carnes, que avanza a duras penas sintiendo como el agua frena su ambición de alcanzar el pez. Pues bien, el océano vendría a ser el campo de Higgs, extendiéndose por todo el vacío, frenando a unas partículas más que a otras al avanzar por él, cuanto más le frena más masa tienen (como el submarinista-quark) cuanto menos interactúa con el medio, menos masa (como el pez-electrón). Al fotón no lo frena nadie, por lo que no tiene masa.

Así pues, la masa no es una propiedad intrínseca de la partícula, sino el resultado de una interacción con el campo de Higgs.

Pero ¿de qué está hecho el campo de Higgs?

Pues de bosones de Higgs y aquí se cierra el círculo. Lo mismo que el agua está compuesta de partículas de H2O, el campo de Higgs está formado por los bosones encargados de transmitir la masa, como los bosones que vimos antes, de transmitir fuerza.

Así que si alguna vez pensaste como Newton que la materia estaba formada por partículas sólidas con masa, pues va a resultar que era una ilusión, que no es más que una actividad de campos cuyas interacciones apenas se vislumbra.

Pero ¿por qué el bosón de Higgs es tan importante?

Peter Higgs recibiendo el premio Nobel

Porque todo cuanto existe está constituido por átomos, si éstos no tuvieran masa no existiría la materia, por lo cual el universo sería un lugar muy distinto, no existiría la biología, ni la química, ni la piedra del camino, ni, por supuesto, nosotros. Así pues, no me extraña que todos estuvieran tan contentos cuando en julio de 2012 el CERN anunció haber detectado una partícula tipo bosón que parecía coincidir con la predicha por Peter Higgs en 1964.

La realidad volvía estar dentro de los cauces establecidos, menos mal.

Pero el bosón de Higgs es un misterio de por sí. Se especula que podría ser una llave para una nueva física, porque hasta ahora todas las partículas descubiertas o son de materia o son de interacción, pero el Higgs… ¿Qué es el Higgs? Podría ser la manifestación de algo mayor, como un siguiente nivel que nos ayudaría a entender mejor los secretos del universo.