Dos zancadas menos separan a la ciencia del bosón de Higgs, la partícula que permitiría comprender las fuerzas fundamentales del Universo y cuya existencia predice el Modelo Estándar de la Física, pero que aún no ha podido observarse. El escenario de los hallazgos ha sido el acelerador de partículas de Chicago, en el que colaboran investigadores de la Universidad de Oviedo, del IFCA (Cantabria), del IFAE (Barcelona) y del Ciemat.Tal vez debido a que permitiría explicar por qué las partículas tienen masa, el bosón de Higgs ha burlado todos los esfuerzos de los científicos por observarlo. Pero no le es fácil continuar escapando, en caso de que exista: este viernes, el Fermilab, laboratorio estadounidense que utiliza el acelerador de partículas de Chicago (Tevatrón), ha anunciado que ha logrado reducir el rango de masa que tendría el Bosón.

***Tal vez debido a que permitiría explicar por qué las partículas tienen masa, el bosón de Higgs ha burlado todos los esfuerzos de los científicos por observarloLos experimentos del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) habían establecido que la partícula de Higgs debía contar con una masa de entre 114 y 185 GeV/c^2, y ahora los científicos del Fermilab acotan aún más el terreno: determinan que el Bosón no puede tener una masa de entre 160 y 170 GeV/c^2. Hay que seguir buscando pues, en los intervalos de 114 a 160 y de 170 a 185 GeV/c^2.

Además, otro hallazgo del Tevatrón relacionado con el bosón de Higgs se ha sabido esta semana. Por primera vez se ha observado la producción del quark top “soltero” (single top), o lo que es lo mismo: un quark sin su pareja de antimateria cuya existencia, al igual que la del bosón de Higgs, predice el Modelo Estándar. “Si, como resultado de la colisión de dos partículas se generara un Bosón de Higgs, su estado final [las partículas en las que se descompondría y que registraría el detector] sería idéntico al que se produce con la generación del single top”, explica el profesor Javier Cuevas, coordinador del grupo de Física Experimental de Altas Energías de la Universidad de Oviedo.

Pero, si las partículas que registra el detector son las mismas en ambos casos, ¿Cómo sería posible distinguir si la observación del detector es fruto de la descomposición de un top soltero o de un bosón de Higgs? “Los dos quarks fruto de la desintegración del Higgs conservan información sobre la masa de este último, una información que podemos reconstruir y que nos haría saber que se trata del Bosón”, afirma Javier Cuevas. El científico destaca que haber visto el single top les da confianza en que será posible observar también el Bosón de Higgs: “Si hemos sido capaces de localizar las partículas en las que se descomponen los dos, ¿Por qué no el Higgs?”, se pregunta Isidro González Caballero, investigador del grupo.

:: Contribución española

Junto al grupo de la Universidad de Oviedo colaboran también en el Tevatrón y en el LHC europeo, científicos del IFCA (Cantabria), del Ciemat y del IFAE de Barcelona. El equipo de Oviedo, además de participar en el análisis de los datos que genera el acelerador estadounidense, contribuye a la calibración y mantenimiento del detector de tiempo de vuelo que emplea el experimento CDF del Tevatrón. En esa tarea, y en el acelerador de Chicago, está inmersa Bárbara Álvarez, investigadora de 26 años que el próximo año presentará su tesis doctoral dirigida por Javier Cuevas acerca de la técnica que ha permitido observar el single top.

Entre los apoyos a la participación asturiana en el LHC y el Tevatrón se encuentran el Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Ciencia y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación del Principado. Además, el grupo participa en proyectos del Programa Marco de la UE.

:: Pugna amistosa

Estudiar las condiciones que se produjeron en el Big Bang para avanzar en el conocimiento de la estructura del universo y del comportamiento de la materia es uno de los objetivos no sólo del Tevatrón, sino también del LHC, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) que comenzó su andadura el pasado verano.

Tras 20 años de funcionamiento del Tevatrón sin encontrar la escurridiza partícula de Dios, el LHC —que aproximadamente cuadriplica la instalación estadounidense con 27 kilómetros de longitud y que ha llevado la tecnología hasta el límite actual— se ha perfilado como la máquina que lograría encontrarlo. En su creación y puesta en marcha el pasado verano colaboraron, además del equipo de Cuevas, las empresas asturianas Duro Felguera Construcciones Mecánicas, Nortemecánica y Asturfeito. Pero el 19 de septiembre lo detuvo una conexión eléctrica defectuosa entre segmentos del cable superconductor de la máquina, tropiezo digno de la mayor máquina jamás construida.

En otoño, el LHC volverá a albergar haces de partículas girando. El objetivo es que se muevan a velocidades próximas a la de la luz, pero el arranque será cauteloso. “Volveremos a la situación de hace un año, pero con mucho más cuidado. Los comienzos están siendo duros, pero no hay que olvidar que, durante los dos primeros años de vida del Tevatrón, sus científicos publicaron muy pocos artículos científicos, mientras que el pasado año publicaron casi 100. Espero que a finales de 2010 el LHC pueda participar en un diálogo científico equilibrado con el Tevatrón”, afirma Javier Cuevas.

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