Si hubiese que elegir uno solo (y sólo uno) de los muchos apodos con que se lo conoce, no hay duda de que sería aquel que salta a la vista por aquella combinación antojadiza de elegancia y apelación ceremoniosa. Es que “partícula divina” dispara mucho más la imaginación que su etiqueta oficial: bosón de Higgs. Y con justa razón. Al fin y al cabo, en esta –por ahora– hipotética partícula subatómica elemental se conjugan los ingredientes que conforman un buen caso de misterio: predicha en la década de 1960 por el físico británico Peter Higgs, es la única pieza del denominado “modelo estándar” de la física de partículas (aquel que describe 18 partículas que forman la materia y las fuerzas que rigen sus interacciones) que aún no ha sido detectada y que sería la responsable de otorgarle masa a todas las demás. Tanta es la efervescencia que levanta entre los físicos que se adentran en el corazón mismo de la materia que en su honor (y búsqueda) se está construyendo a 100 metros bajo tierra en la frontera entre Francia y Suiza el acelerador-colisionador de partículas más energético hasta el momento: el Large Hadron Collider (LHC, Gran Colisionador de Hadrones), con el que todos los físicos de partículas del mundo –como Daniel De Florian, investigador y docente del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA– esperan que el bosón de Higgs muestre finalmente la cara.

–¿De dónde sale su interés por la “partícula divina”?

–Voy a empezar por el principio: mi tema de trabajo es la física de partículas elementales, la física de los objetos más pequeños de la naturaleza, de los cuales está formada toda la materia. En particular, mi interés está puesto en ver la estructura de elementos como el protón y el neutrón, que están compuestos por quarks. Dentro de eso estudiamos cómo es la producción de distintas partículas en colisiones de hadrones a muy altas energías. Aunque en los últimos años estuve trabajando en el “bosón de Higgs”.

–Tan famoso como escurridizo.

–Exacto. Es la única partícula del modelo standard que todavía no se encontró.

–¿Y por qué es tan especial?

–No sé si es “especial”, pero sí es una necesidad teórica. El modelo standard de las partículas elementales es un modelo muy elegante; matemáticamente es muy sencillo, pero tiene ciertos problemas en particular para explicar por qué las partículas tienen masa. Para ello entra en juego el mecanismo de Higgs, que es como una partícula que se acopla e interactúa con todas las demás y a partir de esa interacción les genera su masa. Es la parte más débil del modelo standard en el sentido de que es la menos elegante de todas y la más introducida ad hoc.

–¿A qué se refiere cuando habla de elegancia?

–A que es matemáticamente muy sencillo y que se genera a partir de conceptos muy básicos que son simetrías. Sale de una ecuación que vos podés escribir en una página, que describe tres de las cuatro interacciones de la naturaleza.

–Se suele decir que la investigación en física de partículas es como abrir cajas y encontrar más cajas adentro. ¿Es tan así?

–Primero se pensó que los átomos eran indivisibles. Luego se descubrió que estaban formados por un núcleo y un electrón que lo orbitaba. Más adelante también se descubrió que los núcleos tampoco eran indivisibles y que estaban formados por protones y neutrones. Y en la década del ’60 se descubrió que los protones y neutrones están formados a su vez por los quarks, que son algo así como los componentes fundamentales que conocemos hasta hoy día. Aunque es muy posible que estas partículas no sean tan elementales. Es más, todos pensamos que no es así. Probablemente esto de ir sacando las mamushkas rusas en algún momento se acabe y haya que formular una teoría distinta.

–Bueno, para eso están los físicos teóricos y la teoría de cuerdas.

–Como te decía antes, el bosón de Higgs no forma parte de ese grupo de partículas que componen la materia. Es como una partícula auxiliar que se encarga de que todas las demás tengan masa. No es que tenemos materia formada por bosones de Higgs.

–Es decir que es una entidad que roza lo teórico.

–No creo que sea tan teórica, probablemente exista. De hecho aún no estamos muy seguros y para eso se está construyendo un nuevo acelerador, para tratar de descubrirlo. Se supone que tiene una naturaleza distinta a la de las otras partículas elementales.

–Además está el hecho de que la estructura del átomo se volvió icónica: no es tal cual se la difunde.

–Efectivamente. Desde el punto de vista cuántico el átomo no es un sistema planetario en miniatura, la cosa es distinta. Hay niveles de energía. A este nivel uno ni siquiera puede describir exactamente la trayectoria de las partículas. No tiene sentido hablar del electrón como si estuviera orbitando un planeta.

–¿Y encontrar el bosón de Higgs serviría para algo?

–Sí: para completar el modelo standard, que funciona excelentemente cuando se comparan las predicciones con los experimentos. Hay que descubrirlo y ver cuáles son sus propiedades. En principio no creemos que si lo encontramos se pueda hacer algo con el bosón de Higgs. El modelo standard es de principios de los ’70 y desde entonces se lo está buscando.

–¿Y por qué es tan escurridizo?

–Pensamos que con los experimentos que se hicieron hasta ahora la energía que se alcanzó allí no fue suficiente para “verlo”. La otra posibilidad es que no exista.

–Pero si no existe debe haber otro mecanismo que actúe en su lugar.

–O tendremos que reformular completamente la teoría.

–¿Y usted qué cree?

–Todo indica que el bosón de Higgs existe. Lo que también sabemos es que el modelo standard no es una teoría final, si es que existe algo así. Yo no creo que exista una teoría así. Puede haber una teoría que unifique la mecánica cuántica con la teoría de la relatividad, pero eso no quiere decir que sea la última. Siempre puede haber algo más. En eso hay que aprender de la historia: la física fue cambiando constantemente y dando saltos justo cuando la gente pensaba que ya habían hallado la solución a todo. Hay que tener cierto nivel de modestia.

–¿Pero por qué este modelo no es el final?

–Porque no incluye la gravedad. Tampoco es que la gravedad sea muy importante en el mundo de las partículas elementales a las energías con las que trabajamos hoy. La gravedad nos afecta obviamente, la sentimos diariamente, pero al nivel subatómico es descartable.

–Me decía que la búsqueda del bosón de Higgs se hace con grandes aceleradores de partículas. Entonces, ¿cómo se trabaja en el tema desde la Argentina?

–Yo lo que hago es trabajo teórico básicamente. Esto se denomina “fenomenología”, que es justamente hacer trabajo teórico pero entrando en contacto con los experimentos, por ejemplo calculando cosas que se pueden medir en ellos. Podemos trabajar antes de los experimentos haciendo predicciones para tener más o menos una idea de lo que uno va a encontrar o después, cuando están los datos.

–¿Qué es lo que chocarán en el LHC, el acelerador circular de 27 km de circunferencia que se está construyendo en el CERN y que comenzará a funcionar este año?

–Protones contra protones acelerados a una energía de 14 TeV, que es siete veces más de la energía que se logró en un acelerador del FermiLab. Va a ser el acelerador más energético.

–Los aceleradores también levantan un poco de miedo. Hace un tiempo se decía que se estaba construyendo en laboratorio un agujero negro que fagocitaría a la Tierra. ¿Es tan así?

–Leí ese rumor. Como muchos aceleradores logran energías tan altas, energías que se lograron en los primeros instantes del universo, varios científicos suelen decir que están recreando el Big Bang. Es una comparación, no es que se esté generando un Big Bang. Lo otro es que hay ciertos modelos teóricos (que se pusieron de moda en los últimos años) en los que se piensa que en el universo las dimensiones del espacio-tiempo no tienen por qué ser necesariamente cuatro (tres del espacio más una del tiempo) sino que tal vez podría haber dimensiones extras, suficientemente chicas pero no tanto, como para que se las vea.

–La teoría de cuerdas habla de más de diez dimensiones.

–No es necesario que sean tantas. Dos dimensiones extras no están descartadas por los experimentos que se realizan. Si existieran cosas así entonces se abriría un universo nuevo, completamente diferente de lo que se esperaría en un acelerador, como producir partículas que se vayan a otra dimensión y cosas como miniagujeros negros pero que en realidad no tienen que ver con los agujeros negros que conocemos.

–De ahí al universo de la ciencia-ficción no hay mucho trecho...

–Hace unos años en un acelerador en Long Island, Estados Unidos, estaban haciendo un experimento donde hacen chocar iones muy pesados, oro contra oro a energías muy altas. Y eso produce densidad de energía muy grande porque son núcleos muy pesados, y en espacios muy reducidos tenés una alta concentración de energía. Entonces se decía que se podían crear ahí nuevas especies de materia llamadas “strangeness”, algo así como partículas formadas por quarks extraños. Y bueno, se decía que esta materia tenía cierto grado de estabilidad que lo que iba a hacer era comerse la materia que estuviese alrededor. Y se llegó a especular en cuánto tiempo iba a tardar en devorar Manhattan. Empezó a circular y hasta se amagó con convocar a un comité.

–¿Estos temas les alteran en algo a los físicos su visión diaria de las cosas?

–A mí ya no tanto. Sí me pasó cuando estaba en el secundario y descubrí que todo en la naturaleza estaba hecho de lo mismo. Me costaba aceptar que un ser humano estuviese formado por los mismos átomos que una mesa pero ordenados de otra manera. Todo está hecho de electrones y quarks que forman los protones y los neutrones, que a su vez forman los núcleos, que forman átomos que forman moléculas. Sólo pequeñas diferencias de organización distinguen a un ser vivo y pensante de un ser inerte.

–De todo eso, ¿qué se concluye?

–Que todo y todos somos casi lo mismo. Ni más ni menos.