En el episodio anterior, hablamos acerca de las partículas elementales. Éstas se clasifican en bosones y fermiones.

Los fermiones son las partículas que forman la materia, como los electrones y los quarks; mientras que los bosones son las partículas responsables de las interacciones, como el fotón, los bosones W y Z y los gluónes.

Todas estas partículas elementales tienen características distintas; y en concreto su masa es muy dispar. A modo de ejemplo, pensemos que un tipo de quark (llamado top), tiene  una masa de 350.000 veces la masa del electrón.

El quark top, , tiene una masa mayor que la del electrón, . ¿Cómo se puede justificar esta disparidad en la masa de las partículas elementales?

En 1964, Peter Higgs, junto a otros científicos, propuso un mecanismo para explicar tanto la razón de la existencia de la masa de las partículas elementales, como la ausencia de esta propiedad en otras. Según la teoría de Higgs, un campo impregna todo el espacio, y asociado a este campo, la correspondiente partícula: el bosón de Higgs.

El Modelo estándar de física de partículas, propone la existencia del campo de Higgs y del bosón de Higgs asociado para explicar la razón de la existencia de masa en las partículas elementales.

¿Por qué un fotón no tiene masa?

Un fotón atraviesa el campo de Higgs sin interaccionar, lo que hace que tenga una masa cero y se desplace a la velocidad que se desplaza.

Otras partículas, por ejemplo un protón,  al moverse a través del campo de Higgs, estarían sufriendo interacciones que dan como resultado que le cueste más desplazarse.

El quark top interaccionaría más intensamente con el campo de Higgs, lo que daría como resultado una mayor masa para esta partícula.

Por tanto, si el campo de Higgs no existiera, las partículas no tendrían masa, y por tanto todas ellas viajarían a la velocidad de la luz a través del Universo, como lo hace el fotón.

En las colisiones de protones que se realizan en el LHC (Large Hadron Collider, Gran Colisionador de Hadrones: partícula subatómica formada por quarks), se espera que se formen bosones de Higgs, que aunque inmediatamente se desintegren en otras partículas detectables, su historial nos llevará a confirmar su existencia.

¿Por qué se hacen colisionar protones a alta velocidad?

Como ya sabemos a estas alturas, la masa y la energía son manifestaciones distintas de una misma cosa, según la mencionada ecuación de Einstein E = mc². La energía liberada, por tanto, en la colisión, quedará disponible para que se generen nuevas partículas; y entre éstas se espera que aparezca el bosón de Higgs.

Después de más de una década de experimentos con el LHC del CERN, el 4 de julio de 2012, y en presencia de Peter Higgs, se comunica el descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs.

El 14 de marzo de 2013, el gabinete de prensa del CERN anuncia que la partícula encontrada es un bosón de Higgs.

¡Enhorabuena, Peter Higgs!