¿existe una partícula conocida como Higgs, que proporciona su masa a las demás?

Para los físicos de partículas que están analizando los primeros datos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra, es una pregunta de 4.300 millones de euros: ¿existe una partícula conocida como Higgs, que proporciona su masa a las demás?

[Imagen] Ahora un estudio sugiere que podría haber un método mucho más barato para encontrar la respuesta, y entonces los aceleradores de partículas gigantescos no tendrán una oportunidad.

Según Marco Taoso del CERN y sus colegas, la famosa partícula de Higgs podría estar dejando su huella en la luz que se produce en las colisiones de materia oscura, sustancia que, se cree, forma la mayor parte de la masa del universo. De hecho, los investigadores piensan que en un año podríamos estar viendo las marcas espectrales que revelan a la Higgs de esta forma, lo cual es mucho antes, potencialmente, de que el LHC pueda desentrañar los datos de esta esquiva partícula.

En cambio, observa los cielos

El LHC fue construido para buscar toda la riqueza de una nueva física, pero su objetivo principal siempre ha sido enconrtrar la partícula de Higgs. La única partícula fundamental en el Modelo Estándar que queda aún por descubrir,se supone que la Higgs — o más exactamente, su campo asociado— “se pega” a las otras partículas y les otorga así la propiedad de la masa. Muchos físicos de partículas tienen la esperanza de que las energías de colisión que se esperan en el LHC, de 14 TeV, sean lo bastante potentes como por fin descubrir la Higgs, y gracias a esto dar por terminado el Modelo Estándar.

Sin embargo, el grupo de Taoso, que incluye miembros del Laboratorio Nacional Argonne de Estados Unidos, la Universidad del Noroeste en Illinois y la Universidad de California en Irvine, cree que se podría lograr antes con los experimentos que buscan trazas de la materia oscura. Se cree que la materia oscura conforma más del 80 % de la materia del universo, pero no interactúa con la luz (por eso lo de “oscura”), por lo que su presencia se ha deducido por sus efectos gravitatorios sobre la materia normal.

La mayoría de los modelos del universo sugieren que la materia oscura predominaba más en el pasado lejano, y esto llevó a los físicos a asumir que las partículas de materia oscura se han ido aniquilando entre sí en colisiones. Aunque la materia oscura en sí no interactúa con la luz, estas aniquilaciones podrían generar un fotón y otra partícula, posiblemente la Higgs.

Los investigadores afirman que detectar la Higgs es cuestión de observar el fotón asociado con una energía que refleje la masa de la Higgs. Si sus cálculos son corectos, los telescopios de rayos gamma, como el Fermi, podrían ver las primeras evidencias en un año.

Es probable que se genere un debate

“Por cierto es posible imaginar que la Higgs se podría generar en una aniquilación de materia oscura”, dice Andy Parker, físico experimental de alta energía en la Universidad de Cambridge. “De hecho, debe haber todo un rango de procesos hipotéticos que producirían características como líneas o espaldas en el espectro de rayos gamma, al usar la Higgs u otras partículas para aportar la masa requerida para una línea espectral”.

Es probable que la idea, sin embargo, llegue bajo el escrutinio de algunos miembros de la comunidad investigadora de materia oscura. El grupo de Taoso ha considerado apenas una de varias candidatas a ser la partícula de materia oscura, el “neutrino pesado”. De acuerdo al Modelo Estándar, algunas de las otras candidatas no producirían la Higgs.

Para algunos, esta cuestión hace que la investigación sea demasiado especulativa. “Aunque es una idea interesante, me sorprendería mucho si realmente se observa el bosón de Higgs de esta forma”, dice David Miller, físico teórico de la Universidad de Glasgow.

Efectivamente, el grupo de Taoso admite que, incluso si el Fermi encuentra pruebas de la Higgs, serían necesarios los colisionadores de partículas para indentificar “definitivamente” la partícula asociada con esa línea espectral. Pero al estar el LHC apenas empezando a generar datos de alta energía, los físicos de partículas pueden ser sorprendidos al encontrar que las primeras pistas de la Higgs no proceden de debajo el suelo, sino de mucho más arriba.

Fuente: Physics World