Dos científics youtubers arriben a València per a celebrar el descobriment del bosó de Higgs: Què és?

Fa deu anys, el 4 de juliol de 2012, les col·laboracions dels experiments ATLAS i CMS  al Gran Colisionador d'Hadrons (LHC) del CERN van anunciar el descobriment d'una nova partícula amb característiques compatibles amb les del bosó de Higgs. El descobriment va suposar una fita en la història de la ciència i va acaparar l'atenció mundial. L'Institut de Física Corpuscular (IFIC), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València, va tindre un paper destacat en aquest descobriment per la seua participació en l'experiment ATLAS, un dels dos detectors on es va descobrir aquesta nova partícula.

Un any més tard, en 2013, es va honrar a François Englert i Peter Higgs amb el Premi Nobel de Física i el Príncep d'Astúries d'Investigació Científica, perquè ja en la dècada de 1960, i al costat del difunt Robert Brout, van predir l'existència d'un nou camp fonamental, conegut com a camp d'Higgs, que ompli l'univers, es manifesta com el bosó de Higgs i dona massa a les partícules elementals.

"El descobriment del bosó de Higgs va ser una fita monumental en la física de partícules. Va marcar el final d'un llarg camí d'investigació que va durar dècades i el començament d'una nova era d'estudis centrats en aquesta partícula tan especial", explica Fabiola Gianotti, Directora General del CERN i portaveu de l'experiment ATLAS en el moment del descobriment. "Record amb emoció el dia de l'anunci, un dia d'immensa alegria per a la comunitat mundial en física de partícules i per a totes les persones que van treballar incansablement durant dècades per a fer possible aquest descobriment".

La nova partícula descoberta per les col·laboracions internacionals ATLAS i CMS en 2012 s'assemblava molt al bosó de Higgs predit pel Model Estàndard. Però, es tractava realment d'aqueixa partícula tan buscada? Tan prompte com es va produir el descobriment, ATLAS i CMS van començar a investigar detalladament si les propietats de la partícula que havien descobert coincidien realment amb les característiques que predeia el Model Estàndard, la teoria que descriu tot el que veiem en l'univers.

Utilitzant dades recollides durant la desintegració d'aquesta nova partícula en unes altres ja conegudes, les col·laboracions científiques internacionals ATLAS i CMS van confirmar propietats predites pel Model Estàndard. A més, van mesurar la massa del bosó de Higgs amb una impressionant precisió de quasi un per mil, obtenint un valor de 125 gigaelectronvoltios (GeV). Conéixer aquest valor és important, doncs, juntament amb altres paràmetres, la massa del bosó de Higgs pot ajudar a determinar l'estabilitat del buit de l'univers.

Molta investigació per davant

Encara queda molt per aprendre sobre el camp de Higgs i el bosó de Higgs deu anys després. És el bosó de Higgs una partícula elemental o composta? Pot interactuar amb la matèria fosca i revelar la naturalesa d'aquesta misteriosa forma de matèria? Què genera la massa del bosó de Higgs? Té ‘bessons’ o ‘parents’? Trobar respostes a aquestes i altres preguntes no sols contribuirà a la nostra comprensió de l'univers en les seues escales més xicotetes, sinó que també pot ajudar a revelar alguns dels majors misteris que tanca l'univers en el seu conjunt, per exemple com va arribar a ser com és i quin podria ser el seu destí final.

Mentre que les respostes a algunes d'aquestes preguntes podrien ser proporcionades per les dades recollides durant el pròxim i imminent Run 3 del LHC o en posteriors períodes de funcionament de l'accelerador, es creu que les respostes a altres enigmes estan fora de l'abast del LHC, requerint una futura ‘fàbrica d'Higgs’. “Els colisionadors d'alta energia continuen sent el microscopi més potent del qual disposem per a explorar la naturalesa a les escales més xicotetes i descobrir les lleis fonamentals que regeixen l'univers", afirma Gian Giudice, cap del departament de Teoria del CERN.

Participació de l'IFIC en el descobriment del Higgs

L'Institut de Física Corpuscular participa des dels seus començaments en l'experiment ATLES, que compta amb la col·laboració d'al voltant de 3.000 persones. El grup ATLES de l'IFIC està format per 50 persones, que treballen en tots els aspectes relacionats amb la construcció i operació de l'experiment, un detector de 45 metres de llarg, 25 d'alt i 7.000 tones. També ha jugat un paper fonamental en el desenvolupament dels algorismes i l'anàlisi de dades que van permetre trobar el bosó de Higgs i mesurar les seues propietats. El Tier 2 de l'IFIC també juga un paper clau en la gestió i distribució de la ingent quantitat de dades produïdes en les col·lisions d'ATLES.

L'investigador de l'IFIC Carlos Lacasta és el representant espanyol d'ATLAS. “El descobriment del bosó de Higgs és molt important per diversos motius. El fonamental és que és un tipus de partícula que mai s'havia vist. Pensem que és una partícula fonamental, que no està formada per unes altres. Hem descobert alguna cosa que, encara que estava ‘anunciat’ des de feia molt, és realment nou, i necessitem posar el focus a conéixer les propietats d'aquesta nova partícula”, destaca.

Lacasta subratlla el desenvolupament tecnològic que es va necessitar per a trobar aquest esmunyedís bosó: “La cerca del bosó de Higgs no va ser fàcil. De fet, va costar 50 anys aconseguir-ho, 30 dels quals es van dedicar al disseny i construcció de l'accelerador, el LHC, i els detectors, ATLAS i CMS, que ho van albirar per primera vegada”. L'investigador valencià recorda aqueixos dies de 2012: “Durant el descobriment va haver-hi molta emoció, resultat d'un esforç titànic a nivell internacional. Des d'Espanya va ser també molt especial. La comunitat científica espanyola havia jugat papers molt importants en el disseny, construcció i operació dels detectors i en la generació d'algorismes per a buscar i trobar el bosó de Higgs”.

Esdeveniment a València per a commemorar l'aniversari

El pròxim 8 de juliol a les 18:30h a Kinépolis València es reuniran dos dels més famosos influencers en el camp de la ciència: Javier Santaolalla i Rocío Vidal, coneguda com la Gata de Schrödinger. Oferiran dues xarrades per a tots els públics sobre el bosó de Higgs, tant les seues implicacions per a la Física com les qüestions socials que implica el descobriment en el nostre món quotidià. Durant l'esdeveniment es donaran a conéixer les importants contribucions del grup d'ATLAS de l'IFIC al descobriment i a aquests 10 anys d'investigació amb l'ajuda de l'artista visual Patossa. L'acte compta amb el patrocini dels programes CIDEGENT i Prometeu de la Generalitat Valenciana i els projectes de l'Agència Estatal d'Investigació.