“El bosón de Higgs es clave para comprender el origen de la vida y de la materia.” ¿Qué queremos decir?
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.
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.
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.
