Publicitat
Publicitat

Buscant la partícula de Déu

Qui no coneix aquell joc dels trilers que consisteix a seguir una carta determinada (posem per cas, l'as de piques) entre les tres cartes girades cap per avall i que el triler va movent? És fàcil fins al moment en què decideixes apostar-hi diners; aleshores, tots els intents d'endevinar on és l'as resulten equivocats. Últimament, en física les coses van una mica així.

Actualment al món hi ha dos acceleradors que es dediquen a fer col·lisonar partícules subatòmiques, i el LHC del CERN, a Ginebra. Aquest any ha estat farcit de rumors sobre les observacions en uns determinats rangs d'energies que podrien significar l'existència de noves partícules i forces elementals, entre elles el bosó de Higgs, conegut com la partícula de Déu, que segons la teoria seria la partícula que fa que les altres tinguin massa. Però el cert és que en els últims temps els físics s'han dedicat com a bojos a capgirar cartes sense que, de moment, hagi sortit l'as. Alguns d'aquests possibles descobriments s'han esfumat, però alguns físics creuen saber sota quina carta s'amaga el bosó de Higgs, tot i que no coincideixen en quan podran finalment capgirar aquesta carta. "Em sembla que l'any que ve serà apassionant", diu Kyle Cranmer, professor adjunt de la Universitat de Nova York, que treballa al CERN.

Per què descobrir-lo?

El bosó de Higgs és la pedra angular i l'única peça encara no descoberta del que s'anomena model estàndard de la física de partícules: un conjunt d'equacions consistents en tots els experiments que els físics han realitzat fins ara. El bosó de Higgs, que rep el nom del físic de la Universitat d'Edimburg Peter Higgs, produeix la seva màgia creant una mena de melassa còsmica que omple tot l'espai. Les partícules que intenten passar a través d'aquesta melassa adquireixen massa, així com els projectes de llei que passen pel Congrés dels EUA van guanyant annexos i esmenes, de manera que es fan cada cop més pesants. Si el bosó de Higgs no existeix, els teòrics hauran de tornar a les pissarres.

Fins ara l'única novetat referida al bosó de Higgs ha consistit a determinar on se situa en una mena de forquilla còsmica. És a dir, en una franja d'energia es busca el punt on podria aparèixer. Han estat treballant en uns paràmetres que van des dels 115 GeV (1 gigaelectró-volt = 1 GeV = 109 eV) fins als 200 GeV de massa. L'electró-volt (eV) és la unitat utilitzada pels físics de partícules tant per a l'energia com per a la massa, d'acord amb la famosa fórmula d'Einstein: E = mc, en què c és la velocitat de la llum. Per poder comparar: la massa en repòs del protó és d'1 GeV i la de l'electró és de 5 MeV (1 megaelectró-volt = 1 MeV = 106 eV).

A Grenoble, els físics del CERN ja van informar que, d'aquest rang, n'havien descartat com a hàbitat del bosó de Higgs la meitat superior, per sobre dels 150 GeV. I de manera encara potser més significativa, tots dos laboratoris, el CERN i el Fermilab, han informat que han detectat un subtil excés d'observacions en la franja d'energia compresa entre els 120 GeV i els 150 GeV.

Previst per al 2012

Que potser això indica que finalment el bosó de Higgs comença a deixar-se veure? "Encara tenim molta feina a fer per demostrar que això és així", afirma Cranmer. Hi ha una probabilitat compresa entre el 5% i el 10%, diu, que l'excés d'observacions detectat correspongui només a una fluctuació atzarosa del soroll de fons: no és, doncs, una aposta en la qual algú es jugui la casa i la carrera.

Tots dos laboratoris van afirmar que per a les acaballes del 2011 podrien dir si el bosó de Higgs no existeix. Ara bé, recentment el CERN ja ha avançat que això no passarà fins al 2012.

Determinar la massa del bosó de Higgs no només serviria per confirmar moltes de les fórmules que expliquen el funcionament de la natura, sinó que a més proporcionaria una clau als físics per saber en quina direcció han de buscar proves d'una teoria física més fonamental.

El descobriment del bosó de Higgs completaria el model estàndard, però molts físics creuen que això només seria el final del principi. El model estàndard, per exemple, no explica per què l'univers està fet de matèria i no d'antimatèria, ni quina és la relació entre la gravetat, que actua en tot l'univers, i les lleis quàntiques, que tenen validesa a l'interior de l'àtom. De moment, però, no hi ha evidències a favor d'una teoria més fonamental.

Després d'uns 400 bilions de col·lisions en 180 dies de funcionament en el seu segon any, el Gran Col·lisionador d'Hadrons no ha descobert cap pista a favor de la candidata a teoria més fonamental i que té més acceptació, la supersimetria, la qual, entre altres coses, podria explicar per què la massa del bosó de Higgs, independentment del seu valor precís, és suficientment petita per poder ser mesurada, en comptes de ser gairebé infinita. També prediu l'existència d'una nova classe de partícules elementals, els parells supersimètrics de les partícules conegudes: alguna d'aquestes partícules podria explicar la matèria fosca de l'univers. Fa dos anys alguns físics van predir que les partícules de la matèria fosca serien la primera cosa que descobriria el nou col·lisionador. "Molts descobriments relacionats amb la supersimetria eren possibles", ha dit Cranmer. Però l'as que correspondria a la matèria fosca no ha sortit, de manera que alguns físics sospiten que la natura els ha tornat a entabanar.

Més continguts de