Este 4 de julio se cumple una década de la detección en el Gran Colisionador de Hadrones, del CERN, de la partícula elemental que hasta ese momento era sólo una idea teórica. La científica que lideró uno de los dos grupos argentinos que integraron la iniciativa internacional hizo un balance de lo ocurrido en el área desde entonces.
El 4 de julio de 2012 se produjo uno de los hitos científicos más importantes de la ciencia moderna: las autoridades del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) anunciaron al mundo que los experimentos realizados en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) del CERN habían logrado comprobar la existencia del bosón de Higgs, una partícula elemental clave para entender la formación del Universo luego del Big Bang y que durante más de 50 años había sido sólo una idea teórica.
Dentro del equipo internacional de científicos y científicas que brindaron por el logro conseguido estaba María Teresa Dova, investigadora principal del CONICET en el Instituto de Física de La Plata (IFLP, CONICET-UNLP), quien lideró uno de los dos grupos argentinos que participaron de la ambiciosa y exitosa iniciativa. Consultada por la Agencia CyTA sobre lo que significó este hallazgo una década atrás, la especialista explicó: “El descubrimiento del bosón de Higgs en los experimentos ATLAS y CMS del LHC fue uno de los logros más extraordinarios en el camino para entender la estructura de la materia y las leyes fundamentales que dieron forma a nuestro universo”. Y agregó: “Esta partícula, única en su especie, era la pieza faltante del Modelo Estándar, nuestra mejor teoría para describir las partículas elementales y sus interacciones. Con este descubrimiento confirmamos que la masa no es una propiedad intrínseca de las partículas, sino una propiedad adquirida gracias al llamado campo de Higgs que permea todo el universo. El bosón de Higgs es la manifestación visible del campo de Higgs”.
La especialista hizo énfasis en la relevancia del descubrimiento y sus consecuencias, “porque si las partículas no hubiesen adquirido masa, no habría átomos ni moléculas ni ser humano, y hoy nuestro universo no sería lo que es”, añadió.
¿Qué significó para usted haber participado de este hito?
MTD: En lo personal, siento la enorme satisfacción de haber impulsado con éxito que los grupos argentinos de física de altas energías fueran miembros plenos de una colaboración del CERN, a la vanguardia del campo con investigaciones en la frontera del conocimiento y la tecnología. El ingreso formal de Argentina a ATLAS se cristalizó en 2006 gracias al entusiasmo y la dedicación de becarios e investigadores, y al apoyo institucional a través de la entonces Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica. A partir de ese momento, parte de las actividades del grupo que lidero en el IFLP en La Plata tuvieron que ver con la búsqueda y posterior estudio del bosón de Higgs, en particular en el canal de decaimiento a dos fotones. Este extraordinario descubrimiento fue un premio a la creatividad y perseverancia de las y los integrantes de una gran colaboración internacional en la búsqueda del conocimiento, y para mí fue un privilegio haber podido ser parte.
¿Qué pasó en el área de la Física de altas energías en estos 10 años?
MTD: Las investigaciones llevadas a cabo con las colaboraciones ATLAS y CMS se han plasmado en más de 1000 publicaciones de cada uno de los experimentos del LHC, pero mencionaré algunos logros ligados directamente al bosón de Higgs: luego de su descubrimiento sabíamos que se trataba de un bosón sin carga y algunas propiedades más, pero las incertezas dejaban mucho espacio para posibles interpretaciones fuera del Modelo Estándar; teníamos mucho trabajo por delante para poder caracterizar completamente a este bosón. Unos meses después se dio el primer paso importante al verificar sus propiedades cuánticas, demostrando que se trataba de una partícula de espín cero (“escalar”), tal como predecía el Modelo Estándar. Esto motivó el Premio Nobel de 2013 a Peter Higgs y François Englert.
Dova, que es la científica argentina mejor rankeada en el índice de los 100 científicos más destacados del mundo (https://www.adscientificindex.com/top-100-scientist/), agregó que con el descubrimiento del bosón de Higgs se abrió una nueva posibilidad para estudiar la existencia de materia oscura. “Sabemos que todo lo que podemos tocar o ver constituye menos del 5% de la materia del universo. El resto de la materia es oscura, lo que significa que no emite ni refleja luz y que no se ha observado que interactúe con ninguna de las partículas que conocemos”.
Durante estos 10 años, señaló Dova, las colaboraciones de los experimentos del LHC han publicado una gran cantidad de investigaciones ligadas a este problema central de la física en la actualidad. “Son muy importantes porque demuestran cómo el bosón de Higgs nos ha permitido pasar de la era del descubrimiento a la era de la búsqueda de nueva física”, dijo en referencia a la posibilidad de establecer una nueva teoría que sustituya al Modelo Estándar. “¡Es notable como una partícula que ha sido ella misma tan esquiva nos permite ahora adentrarnos en la física del sector oscuro!”, celebró la experta.
Por otra parte, Dova resaltó los beneficios de la participación argentina en este megaproyecto, sobre todo en cuanto al alto potencial de formación de recursos humanos, la transferencia de conocimiento y tecnología, y los derivados industriales que pueden surgir, cuyos productos se ponen a disposición de la sociedad. “Recordemos que la World Wide Web fue inventada en el CERN, igual que las tecnologías de recursos computacionales distribuidas conocidas como computación en la nube”, grafica y menciona también la obtención de imágenes médicas y los tratamientos de radiación. “Es de gran relevancia para Argentina contar con equipos de investigación en los experimentos de mayor envergadura mundial, como ATLAS, formado por científicas/os de más de 180 universidades y centros de investigación de 42 países diferentes”, añade.
¿Cómo sigue ahora su trabajo en el Colisionador de Hadrones?
MTD: A pesar del enorme progreso con resultados extraordinarios que parecen indicar una gran consistencia con las predicciones del Modelo Estándar, quedan aún muchas cuestiones sin responder que requieren la existencia de una nueva física. El bosón de Higgs es la primera partícula escalar elemental observada en la naturaleza, y si bien hemos aprendido mucho sobre ella, estamos convencidos que tiene aún muchísimo por revelarnos. El 5 de Julio de 2022, después de más de tres años de parada técnica, se pondrá nuevamente en funcionamiento el LHC a energías nunca antes alcanzadas. Lo que llamamos el Run-3 marcará un nuevo hito. En los próximos años se producirán más de cien millones de bosones de Higgs para poder estudiar todas las propiedades de esta partícula tan especial. Además, en el horizonte de las medidas de precisión tenemos el ambicioso plan del llamado LHC de Alta Luminosidad (HL-LHC), que nos dará muchísimos datos antes del final de esta década.
Por último, Dova menciona: “Con mi grupo de altas energías del IFLP planeamos continuar contribuyendo con investigaciones para la búsqueda de partículas e interacciones ligadas a nuevas simetrías de la naturaleza, la búsqueda de candidatos a materia oscura y de evidencia de micro-agujeros negros que podrían manifestarse en las colisiones del LHC, y otras investigaciones que forman parte del extenso y muy ambicioso plan de la colaboración internacional del ATLAS”. Como parte del festejo por estos 10 años del bosón de Higss, la científica siguió junto a su equipo de trabajo la transmisión del Simposio del CERN, la celebración oficial. Y luego tenía previsto brindar, con torta alusiva incluida, con las autoridades del IFLP y el decano y la vicedecana de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata.
