La ciencia y lo que viene después de la “Partícula de Dios”
El Boson de Higgs abre un camino de investigación para la física que podría develar enigmas del Universo que quedan sin resolver.
El hallazgo del boson de Higgs la semana pasada al interior de la gigantesca estructura experimental construida en la frontera franco-suiza para hacer colisionar partículas (Gran Colisionador de Hadrones o LHC), a una velocidad cercana a la de la luz, no solo desató la algarabía en los más de 2 mil científicos que participaron del experimento. La posibilidad de explicar por qué la materia posee masa abre todo un nuevo camino de investigación para la ciencia, uno que podría permitir construir el rompecabezas completo para determinar cómo se formó y, sobre todo, cómo funciona el universo.
Es a partir de aquí que se espera contestar las interrogantes que permitirán dilucidar las leyes que gobiernan en el universo: ¿Existe la materia oscura cómo se teoriza? ¿Por qué no es posible apreciar la antimateria que en forma experimental ha probado existir? ¿Hay más dimensiones espaciales de las cuatro que conocemos? ¿Cómo funciona la gravedad? Las respuestas a estas preguntas no solo son relevantes para entender el cosmos, sino que en el futuro lejano podrían permitir llegar a manipular la materia para obtener sorprendentes resultados dignos de ciencia ficción, como llegar a conocer los agujeros de gusano y usarlos para viajar por el espacio a grandes distancias, de un momento a otro, sin demorar miles de años luz.
Y es que la gigantesca estructura de 27 kilómetros de largo construida a 100 metros bajo tierra en la frontera franco-suiza genera tal cantidad de información como para superar en mil veces todo lo que se imprime en libros al año en el mundo: si se apilara en discos compactos, sumaría 20 kilómetros de datos. Es como buscar una aguja en un pajar, pero son estos datos los que encierran las respuestas. Los expertos del Cern esperan a partir de estos resultados llegar a obtener una teoría unificada de los fenómenos que rigen nuestro universo, y no distintas teorías sin relacionar como ocurre hasta ahora.
Materia oscura y gravedad
Una de las principales que se buscan apunta a conocer la fuerza que permitió la formación de las galaxias. Hasta ahora los científicos saben que tras el big bang que dio origen al universo, pequeñas galaxias colisionaron gradualmente hasta fusionarse en las grandes galaxias que conocemos, pero la gravedad que afecta a la materia conocida no es suficiente para entender cómo se juntaron. Es aquí donde los científicos creen que la llamada materia oscura, presente en cada rincón del universo, entregaría la gravedad extra que necesitaron las galaxias para juntarse.
Alfonso Zerwekh, físico y académico de la U. Santa María, explica que ahora el LHC se dedicará a buscar nuevas partículas que puedan probar la existencia de la materia oscura. Esto significaría un cambio radical en el entendimiento de la física del universo, ya que la materia oscura permitiría unir dos teorías que hasta ahora corren por separado: el modelo estándar, que explica las partículas, y el de la relatividad general de Einstein, que explica el movimiento general del universo. Esto permitirá entender mejor la gravedad y ayudar a dilucidar otros enigmas, por ejemplo, por qué las galaxias se mueven a una velocidad mayor de la que debieran tener según las simulaciones.
Dimensiones extra
Otro de los grandes misterios científicos que se espera resolver es el de la posibilidad de que existan dimensiones extra: hasta ahora conocemos que el universo posee tres dimensiones espaciales (largo, ancho y alto), a las que suma el tiempo como cuarta dimensión. Pero algunas teorías, como la de las “cuerdas”, señalan que podrían existir hasta 10 dimensiones a través de las cuales se mueven las partículas elementales. Para entender el problema los físicos recurren al ejemplo del hilo. En apariencia este tiene una sola dimensión, el largo, lo que permitiría recorrerlo solo desde un extremo al otro. Pero visto bajo el microscopio, el hilo es un cilindro que también posee ancho.
Algo similar podría ocurrir en el universo, con dimensiones tan pequeñas que no somos capaces de ver con la tecnología que poseemos hasta ahora. Se espera que al seguir haciendo colisionar partículas en LHC estas nuevas dimensiones se puedan apreciar. “Conocer estas dimensiones permitirá entender mejor cómo se formó el universo y cómo llegó a ser lo que conocemos ahora”, explica Marco Aurelio Díaz, físico y académico de la Universidad Católica. Esto ayudaría a conocer nuevas propiedades de las partículas para manipularlas y crear nuevas tecnologías.
Dónde está la antimateria
Otra respuesta relevante tiene que ver con la llamada antimateria. Si uno observa el universo, todo está hecho de materia. Sin embargo y mediante el estudio de la física de partículas, los científicos han podido determinar que existe también la antimateria. Un ejemplo es el positrón, que se utiliza en medicina para obtener imágenes de alta resolución a través de los llamados escáners PET. “El positrón es un gemelo de antimateria del electrón, pero solamente lo podemos fabricar en el laboratorio, explica Díaz. Lo esperable sería que en el universo también se detectara esta fuerza, sin embargo, la antimateria no se observa por ninguna parte.
Las implicancias de todos estos hallazgos son a largo plazo, pero permitirían hacer realidad posibilidades que hasta ahora caen solo en la esfera de la ciencia ficción. Una de ellas es conocer cómo funcionan los agujeros negros y los llamados “agujeros de gusano”, que serían túneles en el espacio tiempo. Para entenderlo, hay que imaginar al universo como una hoja de papel: si podemos doblarla, podríamos viajar de un extremo a otro en tiempo récord. Si estos agujeros prueban existir, se podrían fabricar para viajar grandes distancias en el universo en cosa de segundos.
