4 de julio de 2012. Además de ser el cumpleaños número 236 de los Estados Unidos, fue el día en que los físicos anunciaron que habían encontrado pruebas contundentes del bosón de Higgs, una escurridiza partícula que imparte masa a otras partículas elementales en el universo. Fue uno de los logros más importantes en física en el siglo pasado, y tomó la construcción del Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas gigantes con sede fuera de Ginebra, Suiza, para probarlo. Después de ese triunfo, la comunidad de física confiaba en que seguirían más descubrimientos del CERN. Pero literalmente, cuatrillones de colisiones de protones en el colisionador más tarde, no ha surgido nada nuevo. Ahora, sin embargo, después de examinar años de datos, los investigadores que trabajan en el experimento ATLAS del LHC anunciaron que pueden confirmar algo nuevo: la descomposición del bosón de Higgs produce quarks inferiores, lo que brinda apoyo a un marco teórico de física conocido como el Modelo Estándar de partículas fisicas.
Según un comunicado de prensa, el avistamiento de Higgs de 2012 fue incompleto. Si bien actualmente no es posible observar un bosón de Higgs, detectar el bit en que se descompone la partícula es algo que el acelerador de partículas puede hacer. En ese momento, se observaron dos partículas predichas llamadas bosones W y Z, que se esperan en aproximadamente el 30 por ciento de los bosones de Higgs en descomposición. Pero los investigadores no vieron las partículas esperadas el 60 por ciento de las veces, quarks inferiores.
O al menos, eso pensaban. El problema, explica el Wire , es que vieron quarks inferiores, demasiados de ellos; El colisionador produce muchos quarks de fondo a través de diversas interacciones, además de las corrientes de protones que se han diseñado para chocar entre sí. Por lo tanto, averiguar si un quark bottom detectado en el LHC provenía de un bosón de Higgs en descomposición o de otro lugar resultó extremadamente difícil. Es por eso que los científicos tardaron tanto en llegar al punto de una certeza razonable de que algunos de los quarks del fondo que estaban observando provenían de la descomposición de Higgs. Mirando todos los datos desde 2011 y utilizando nuevas técnicas analíticas como redes neuronales artificiales profundas y aprendizaje automático, finalmente encontraron evidencia estadísticamente significativa de los quarks de fondo generados por Higgs.
"Es la primera vez que vemos el acoplamiento de Higgs con los quarks del fondo, que se había predicho", le dice John Huth, un físico de partículas de la Universidad de Harvard que trabaja en el experimento ATLAS, a Ryan F. Mandelbaum en Gizmodo . "Pensamos que sucedería, pero hasta que lo viéramos, no sabríamos con certeza si se unía a los quarks de esta manera".
Si bien el hallazgo es un triunfo del análisis y otra confirmación de que probablemente hayamos encontrado el bosón de Higgs, también es ligeramente decepcionante. Esto se debe a que encaja perfectamente en el Modelo Estándar, con el que los físicos han estado trabajando desde principios de los años setenta. Si bien el modelo explica mucho sobre la física de partículas, tiene algunos agujeros enormes. Por ejemplo, no aborda la gravedad ni explica la materia oscura. Desde que se encendió el LHC, los investigadores esperaban evidencia de partículas "extrañas" que pudieran romper o expandir el Modelo Estándar o confirmar la supersimetría, una adición al modelo que ayuda a explicar la masa. Eso simplemente no ha sucedido, al menos no todavía.
Por ahora, los físicos pueden tener que esperar unos años más antes de que se reescriban las leyes de la naturaleza. El LHC está experimentando una serie de mejoras de potencia que se completarán en 2026 y cuando se vuelva a encender el acelerador de partículas exprimido puede conducir al tipo de ciencia extraña que el campo necesita para ir más allá de la imaginación más salvaje de John Hughes.
