El espín del nuevo bosón mantiene en vilo a los científicos del CERN

La semana pasada el director del CERN, Rolf Heuer, explicaba que pronto se podría decir que la partícula que descubrieron el año pasado es un autentico bosón de Higgs, en lugar de una parecida, un Higgs-like boson, como hasta ahora. Pero habrá que tener un poco más de paciencia, según los físicos reunidos estos días en La Thuile (Italia). La clave está en confirmar que una propiedad de la partícula, su espín, sea cero.

"Hasta que podamos delimitar con seguridad su espín, la partícula seguirá siendo un Higgs-like boson –bosón parecido a un higgs–”, subraya el director de Investigación del Laboratorio Europeo de Física de Partícuals (CERN), Sergio Bertolucci, “y solo cuando sepamos que esa propiedad es cero podremos llamarlo un bosón de Higgs”.

La declaración se refiere a la famosa partícula descubierta el año pasado en ese centro y se ha facilitado durante los encuentros científicos de Moriond que se celebran estos días en La Thuile (Italia). La semana pasada el director del CERN, Rolf Heuer, ya habló sobre este asunto en la Universidad de Oviedo y expresó su confianza en que pronto se pueda confirmar que el espín sea 0. Ahora, los científicos insisten en que se requieren más análisis antes de ofrecer una afirmación definitiva sobre la partícula, aunque es verdad que los datos apuntan cada vez más a que es un bosón de Higgs. La clave para su identificación positiva es ver sus características y cómo interacciona con otras partículas.

La propiedad clave es el espín o momento angular –o de rotación– intrínseco. Si tiene espín nulo, entonces es un higgs, como apuntan con fuerza todos los datos hasta el momento. Pero si no, es algo diferente, posiblemente relacionado con la forma en que trabaja la gravedad. El resto de las partículas tienen un espín de ½ o 1, pero en este caso concreto hay que descartar una posibilidad remota, que su valor sea 2.

El espín y la baraja

El concepto de espín no es fácil de entender. Según el científico Stephen Hawking en su libro Breve Historia del Tiempo “lo que nos dice realmente el espín de una partícula es cómo se muestra desde distintas direcciones”.

Una partícula de espín 0, como un bosón de Higgs, es como un punto: parece la misma desde todas las direcciones. Por el contrario, si su valor es 1 es como una flecha: parece diferente desde direcciones distintas y sólo si se gira una vuelta completa –360º– la partícula parece la misma.

El tema se complica con las partículas con espín ½, que no parecen las mismas al girarlas una vuelta. Hay que dar dos vueltas completas para conseguirlo, algo difícil de imaginar.

Por su parte, una partícula de espín 2 –como lo que tratan ahora de descartar los físicos– es como una flecha con dos cabezas: parece la misma si se gira solo media vuelta o 180º. Considerando el campo gravitatorio desde el punto de vista de la mecánica cuántica, la fuerza entre dos partículas materiales se transmite por una partícula de espín 2 que todavía no se ha observado: el gravitón.

Este asunto también lo están investigando los científicos del CERN, que incluso aunque descarten que el nuevo bosón tenga un espín 2 y efectivamente sea 0 como un higgs, todavía tendrán un largo trabajo por delante. El siguiente paso, que puede llevar años, sería confirmar si ese bosón es el largamente buscado del modelo estándar o algo más exótico