Qué significa que el bosón de Higgs es “la clave para comprender el origen de la vida y de la materia”

“España debe al CERN casi dos años de cuotas: 110 millones de euros,” El Mundo, 9 nov 2012, y Rolf Dieter Heuer, director del CERN, ha aprovechado su visita a España para “reclamar al Gobierno que salde su deuda para finales de año.” Como ya sabía Leon M. Lederman cuando escribió su famosa biografía, para que los gobiernos te hagan caso debes decir cosas grandilocuentes, aunque sean mentirijillas, así que Heuer ha dicho que “el bosón de Higgs es clave para comprender el origen de la vida y de la materia.” ¿Qué quiere decir? Para entenderlo hay que recordar que el director del Instituto de Física de Altas Energías, Matteo Cavalli-Sforza, dijo que “Heuer se encuentra en España para convencer al Gobierno de la necesidad de mantener su aportación al CERN.” Por lo que parece, se ha reunido con la Secretaria de Estado de I+D+i, Carmen Vela, para concretar la aportación española para 2013 al CERN, que será de 51,4 millones de euros. Según el Gobierno, “nunca se pensó retirar la aportación española, que ya está en el proyecto de ley de presupuestos generales del Estado.” Con esto España pagará parte de lo que debe (unos 40 millones de euros de 2011 y unos 72 millones de euros de 2012; no existían deudas previas al año 2011). “Como resultado, en el mejor de los casos, la deuda a finales de 2013 seguirá ascendiendo a 73 millones de euros.” Según Heuer: “Nadie debe olvidar que el CERN forma parte de España y España debe parte de su éxito al CERN.” Más info en El Mundo, 9 nov 2012.

¿Qué ha querido decir Heuer con sus palabras? Sin el campo de Higgs las partículas (fundamentales) no tendrían masa, el protón tendría masa, pero el electrón no la tendría, con lo que siempre se movería a la velocidad de luz y sería imposible que un electrón se ligara a un protón para formar un átomo de hidrógeno. Sin el campo de Higgs no habría átomos, ni habría materia, ni habría galaxias, ni habría planetas y ni habría seres vivos. La interacción débil no sería tan débil y todos los núcleos (formados por protones y neutrones) serían radioactivos, incluso los isótopos más ligeros del hidrógeno (como el deuterio y el tritio). La existencia de cualquier forma de vida (incluso sin átomos, solo con núcleos) sería materialmente imposible. Entonces, ¿el bosón de Higgs es la clave para comprender el origen de la vida? Obviamente, un biólogo afirmará con rotundidad que no lo es. Porque no lo es. La relación entre la vida y el bosón de Higgs es similar a la relación entre el título del libro de Lederman y el bosón de Higgs. Me apena que Heuer caiga en estas cosas cuando se trata de “reclamar al Gobierno que salde su deuda,” pero algo parecido le ocurrió a Lederman, director del difunto SSC. Me apena que se tenga que llegar a estos extremos.

Por supuesto, sus defensores dirán que le han sacado las palabras de contexto. Por eso y porque quiero hablar del Higgs, quiero recomendar la charla de John Ellis, “LHC Review: Theory,” en el SpacePart12 – 4th International Conference on Particle and Fundamental Physics in Space, 5-7 November 2012 [slides, vídeo 30 min]. Como bien nos recuerda Ellis, la colaboración Gfitter que utiliza un ajuste teórico entre las medidas precisión y las predicciones del modelo estándar estimó en el verano de 2011 que la masa más probable para el bosón de Higgs era 125 ± 10 GeV. Su estimación se confirmó el 4 de julio de 2012 con el descubrimiento de un bosón en ATLAS y CMS.

La masa observada por ATLAS con 5,9 sigmas es  126,0 ± 0,4 ± 0,4 GeV (el primer error es estadístico y el segundo sistemático). La observada por CMS con 5,0 sigmas es  125,3 ± 0,4 ± 0,5 GeV. La diferencia entre los valores de ATLAS y CMS es menor que 1 sigma, lo que indica que podemos combinarlos sin riesgo. El resultado es 125,7 ± 0.3 ± 0,4 GeV (combinación oficiosa de Lubos Motl). Para quienes prefieren un error combinado, el valor sería 125,7 ± 0,5 GeV, un error 20 veces más pequeño que la estimación de Gfitter. Por cierto, como indican los círculos rojos en la figura de arriba, ATLAS ha tenido “buena” suerte y CMS ha tenido “mala” suerte. ATLAS ha observado un bosón de Higgs con una masa de 126 GeV con una significación estadística local de 5,9 sigmas, cuando esperaba alcanzar solo 4,9 sigmas (línea discontinua a trazos en la figura izquierda); su significación estadística global en el intervalo de masas [110, 150] es de 5,3 sigmas. Sin embargo, CMS ha observado un bosón de Higgs con una masa de 125,3 GeV pero con una significación estadística local de solo 5,0 sigmas, cuando esperaba alcanzar las 5,8 sigmas (línea discontinua a trazos en la figura derecha); su significación estadístico global en el intervalo [110, 145] es de 4,5 sigmas. Por supuesto, en los nuevos datos que se publiquen la semana próxima en Kyoto puede que cambien las tornas. Este tipo de fluctuaciones estadísticas a favor y en contra son muy habituales.

¿Se trata del bosón de Higgs predicho por el modelo estándar? Todos los datos hasta el momento indican que así es. Como nos dice Ellis, “si nada y anda como un pato, y hace cuá como un pato,” debe ser el bosón de Higgs. Pero oficialmente no se puede decir nada hasta que haya una evidencia estadística suficiente. De hecho, Ellis nos recuerda que aún no se puede descartar de forma rotunda que no se trate de un Higgs supersimétrico (hay 5 pero solo 2 escalares neutros) o incluso que sea una partícula compuesta.

Caso de que el Higgs observado sea un Higgs supersimétrico hay dos posibilidades (simplificando un poco). Que se haya observado el SUSY Higgs escalar más ligero, h, o el menos ligero, H. En esta figura se comparan ambas posibilidades (puntos negros gordos para h a la izquierda y H a la derecha) con las predicciones teóricas para el modelo supersimétrico pMSSM-7. Los resultados experimentales corresponden a ATLAS, CMS, Tevatron y LEO (observables a baja energía). Como se observa, con los datos disponibles, tanto el bosón del modelo estándar como los bosones h y H del pMSSM–7 describen de forma similar los datos y no es posible decidir cuál se acomoda mejor. Con la navaja de Ockham en la mano debemos preferir al modelo estándar. Entre las dos posibilidades ofrecidas por el pMSSM-7, también hay un excelente acuerdo con los experimentos, aunque con cierta preferencia por el modelo h, es decir, que el Higgs descubierto en julio sea el SUSY Higgs más ligero. Pero no se puede descartar lo contrario; más aún, hay que recordar que en dicho caso el bosón h aún no descubierto podría estar escondido en los datos de LEP-2 si se acoplara poco a los bosones vectoriales, como nos recuerda Lubos Motl. Este análisis y estas figuras están extraídas del artículo P. Bechtle, S. Heinemeyer, O. Stål, T. Stefaniak, G. Weiglein, L. Zeune, “MSSM Interpretations of the LHC Discovery: Light or Heavy Higgs?,” arXiv:1211.1955, Subm. 8 Nov 2012.

La próxima semana, el 14 de noviembre, promete ser apasionante.

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17 pensamientos en “Qué significa que el bosón de Higgs es “la clave para comprender el origen de la vida y de la materia”

  1. Está clarísimo:
    El Higgs es la clave para entender la materia. El cerebro está hecho de materia. La mente está en el cerebro. Por tanto el Higss es la clave para entender la mente.
    (Del maestro oriental Pun-Set)

  2. “…o incluso que sea una partícula compuesta…”

    nooooooooooo quieroooo!!!!!!!!!!!! …

  3. Lamentable…España debe dinero al CERN, pero en España muchos siguen chupando del bote y se han llevado millones de euros en comisiones. La verdad, es una auténtica vergüenza la estupidez de los políticos españoles.

  4. Pues a mí me parece que el exceso de hipercrítica de este artículo demuestra que Francis se levantó esta mañana un pelín amargado… Tan poco es tan grave lo que dijo el hombre para ir compadeciéndote de él. Ponte tú a dirigir el CERN si eres tan serio. Todos estos “very serious people” que hay últimamente en los medios, la verdad es que sí me dan pena… A ver si sois más positivos

    • Francisco Enrique, ¿hipercrítica? No lo creo. Solo es un comentario menor, sin importancia. Nunca criticaré a Lederman por el título que le puso a su libro, aunque no me guste cómo se abusa de él ahora desde ciertos foros. Y tampoco criticaré a Heuer o a Ellis por decir que el Higgs es la partícula más importante de todas. Pero creo que no es necesario recurrir a la “vida” o a la “mente” o a cosas parecidas. Basta aprovechar el revuelo mediático que ha tenido el CERN en los últimos años. Nada más. Pero es solo mi opinión, claro.

  5. Que tontería, y sin el universo tampoco habría vida ni partículas ni higgs ni haggs. Sinceramente les digo que el estrés y la falta de tiempo para pensar, el fallecimiento del sentido común que es el común de los sentidos entre la lógica, el olfato, la creatividad, la genialidad, etc., esto se parece cada día más a un manicomio. Ni poniéndose en el resultado más desfavorable o más disparatado de lo que cabe esperar uno atina.

    Pues que se entere ese señor cuál es la situación actual de este país en el umbral de pobreza. le voy a dedicar una palabritas porque parece que tanto mirar a la explicación de como se crea la materia se le ha olvidado lo fácil que se destruye. A ver si el CERN le fabrica billetes los billetes a este pollo.

    El CISIC funcional con el 45 % del presupuesto, ni para pipas.
    Seis mil docentes a la calle.
    Biologa genetista busca trabajo en dietas de adelgazamiento de naturalhouse.
    Los psicologos, historiadores y filósofos se hacen distribuidores de productos cosméticos avon y de elixires crecepelos para calvos.
    Semana pasada, física doctorando en altas energías quarks, aspirante a cajera de supermercados lupa.
    Médico internista, once años licenciatura más prácticas de MIR busca trabajo en la CEE.
    Arquitecta, busca trabajo de dependienta de comercio textil o consejera de calzado a niñatas pijas,
    Siete Ingeniero de Caminos constructores de las más modernas autovías optan a la opción de repartidor con furgoneta y de mozo de almacén y mercado de abastos.
    Pero esto no es nada comparado con: De la miserable pensión de un pobre abuelo que ya tiene una falta total de calidad de vida en su salud y en su vejez tienen que vivir sus hijos en paro, sus nietos en paro y sacar adelante a sus tataranietos. Qué mierda nos vendieron con la sociedad del bienestar, cómo pueden ser tan engendros, tan delincuentes y cómo pueden dormir una sola noche sin que la conciencia les remuerda….Según un informe de Unicef, en nuestro país viven más de dos millones de niños en situación de pobreza relativa. Además, 30. 000 familias con niños pasan hambre en España. Hay menores cuya única comida diaria es la que hacen en el comedor del colegio. Por eso piden que no se eliminen las becas de comedor. Cruz Roja incluso reparte ya comida en algún colegio
    La gente se suicida o se tira por la ventana antes de ser des ahuciada de su vivienda. Espero que a los Bancos les aproveche el dinero generado con dolor y sangre. Se ha recortado la educación, la sanidad, la investigación y el desarrollo. De la prosperidad y exagerada abundancia se ha pasado a la pobreza, la mendicidad y el ver gente rebuscando en los contenedores de basura.
    Se han destruido los puestos de trabajo en vez de crearlos y de hecho el paro crece cada día a pesar del millón de extranjeros que ya se han visto obligados a irse y sumado al otro millón de españoles que tienen que emigrar. Es decir, hemos pasado de ser receptores a tener que buscar trabajo fuera de nuestro país.

    Sin hacer nada el paro debería disminuir pero es que los politicos se han dedicado a fomentar la destrucción de puestos de trabajo y lo han hecho de forma carroñera para desmantelar el país, es decir, no echo de golpe a una plantilla de 6. 000 trabajadores porque canta mucho, pero si echo a la calle a 6 trabajadores cada día y practicamente obligo al resto a que se vayan. Es vergonzoso, lamentable que todas las conquistas de los derechos constitucionales y del trabajo en este pais se han derrocado. Y eso si calladito y diciendo amén a todo atropello.

    No hay esperanza, se han cargado a la clase media y a la trabajadora, volvemos a los tiempos de los tiranos de cuatro familias ricas y el resto en el umbral de la pobreza y como sobramos nos eliminaran, y si no lo han hecho ya es porque aún no se domina la técnica de fabricar virus de laboratorio para infectar selectivamente a la población.

    Ese es el informe España-Higgs y no otro.

  6. Hola.Antes del Bosón de Higgs estubo el Big Bang.Antes del Big Bang estubo la Gran Colisión.Antes de la Gran Colisión estubo la Gran Energía.La Gran energía son Bosones de Higgs.Después del Boson de Higgs está todo lo demás.Sería interesante tratar de meter EL tiempo en la ecuación de Einstein(E=M C C) pero no es posible,por lo tanto el tiempo no existe,bueno solo existe en los relojes,para medir la periodicidad,a partir,-no antes- de los fenómenos derivados de la aceleración del Bosson de Higgs,desde el Big Bang, (hace 7 eones),hasta hoy.Atte.Martín Varela Vindas.

  7. Si las doctores se convierten en cajeras de supermercado….lo del Bosón creo que podemos pasar (cuestión de prioridades). Si no tengo para dar de comer a mis hijos venderé el coche….no?.
    Todo el mundo piensa que lo suyo es esencial, pero tirándose la gente por la ventana vamos a centrarnos.
    Para 2018, si funcionan los modelos econométricos, volveremos a pensar en esas cosas…;-)

  8. Abro un nuevo apartado para que corrijan y critiquemos, aunque es una respuesta en principio a otro participante.

    Martín, qué tal si lo vemos desde otro ángulo de mira. Cuatro elementos constitutivos espacio, energía, materia y tiempo. Y ahora viene tu pregunta, cuál fue primero. Y mi respuesta: no lo sabemos. Quitamos uno de los elementos, materia, pues al fin y al cabo no es más que energía y nos quedamos con tres, espacio, energía y tiempo.

    La energía y el tiempo prácticamente son como el anverso y reverso de una misma moneda.
    Ambos son cuestionables, la existencia del tiempo, la existencia de la energía y sin embargo nos es inconcebible la naturaleza sin ambos.
    Energía, qué es energía, para muchos físicos teóricos la energía no será “ninguna fuerza poderosa y extraña que va de aquí para allá” y nos quedamos usted y yo menos “resueltos” que antes de hacer la pregunta a los físicos. Pero amigo esto es así o al menos soy un total convencido de que nada le pone más nervioso a un físico que preguntarle que es el tiempo.
    Y sobré la energía le van a decir que es una magnitud que mide un cambio de estado. Y por tanto, se mantiene en el tiempo.
    Qué es la vida. Pues una descripción es que para que haya vida tiene que darse intercambio de información, algo así como energía más o menos, con el medio

    Total que nos hemos quedado solo con la existencia del espacio. ¿Pudo ser el universo en origen una burbuja de espacio? ¿Qué es el espacio?. Si el espacio es una sustancia, entonces se puede sacudir. Es decir sería sacudido por la vibración.

    Y las cuatro fuerzas fundamentales, dónde las coloco. Por un lado, el espacio tiene geometría que es la propiedad del espacio de ser deformado en presencia de la materia y la energía, es decir, de curvarse, bien ahí tengo no una fuerza, pero si una consecuencia que es la gravedad. Relatividad pura y dura.

    El espacio al ser sacudido por la vibración se arruga y ahí podría explicar el electromagnetismo.
    Desconozco y no estoy capacitado para hablar de las otras dos fuerzas, la débil y la fuerte, algo se que por ahí Hawking fue uno de los primeros en la unificación electrodébil en los agujeros negros y poco más.

    Entonces parece que todo este enigma deviene del estudio del espacio, qué es el espacio aparte de algo intangible, propiedades. Por cierto, que si el espacio es intangible me parece lógico pensar que dos de sus cualidades, materia y energía oscura, sean intangibles.

    • Esto del big bang tiene que ser por fuerza una auténtica tomadura de pelo y para fundamentarlo se necesitan otras teorías que están de momento muy fuera del alcance de la física. Son demasiados interrogantes los que se han ido intentando “apañar”. Vamos a ver en que queda todo esto.

  9. “Entonces parece que todo este enigma deviene del estudio del espacio, qué es el espacio aparte de algo intangible, propiedades. Por cierto, que si el espacio es intangible me parece lógico pensar que dos de sus cualidades, materia y energía oscura, sean intangibles”.

    Hombre, si quitas la materia y pones el énfasis en la energía das pie a conjeturar una hipótesis ominosa, imaginar que se debilita el campo magnético terrestre y en consecuencia los fotones de energía alta, los gamma, achicharran objetos materiales y biológicos como árboles, plantas, humanos y animales y además derriten los hielos polares. Hacer física para explicar la energía deja de lado la materia, los físicos son criaturas materiales que estudian la naturaleza material. El espacio también es materia.

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