W, el bosón discrepante

El vacío de una teoría cuántica de campos no se corresponde exactamente con la nada
Peter Higgs

Cuando en 2012, el CERN hizo pública la observación de una partícula en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) que respondía a las predicciones del bosón de Higgs, el modelo estándar de partículas recibió un espaldarazo muy sólido sobre su validez. Dicho bosón, que había sido predicho por Peter Higgs y otros investigadores en la década de 1960, permitía determinar, y explicar, la masa de las restantes partículas del sistema de acuerdo con los modelos vigentes de física de campos. Mas después de este hallazgo, los anuncios del LHC brillaron por su ausencia, sumido en cierta oscuridad informativa: en sus complejísimos experimentos no se atisbaron novedades de interés, ni se encontraron rastros de las partículas supersimétricas tan esperadas por los especialistas en teoría de cuerdas.

Hasta que, a mediados de 2022, se conoció un artículo cuando menos inquietante. Equipos de científicos adscritos al Detector de Colisiones Fermilab y al Laboratorio Nacional Fermi, del Departamento de Energía estadounidense, lograron obtener la medida más precisa realizada hasta el momento de la masa de otro de los bosones del modelo estándar. El llamado bosón W actúa como mediador en la llamada interacción débil (de ahí su inicial, del inglés weak), una de las fundamentales de la naturaleza que explica, por ejemplo, que brille el sol y se descompongan las moléculas. El problema radicaba en que, según las conclusiones, dicha masa, de unas ochenta veces la del protón, se alejaba de manera notable de las predicciones formuladas por el modelo.

Ante las disyuntivas de este tenor, la ciencia se plantea siempre varias opciones complementarias: primero repetir el experimento en condiciones comparables para confirmar que el resultado es el correcto; después, cuestionar, si fuera el caso, posibles defectos o flecos en la teoría de origen admitida, con vistas a mejorarla o a replantearla en algunos de sus principios.

Los imaginativos teóricos de la física ya habían planteado una posible salida a esta encrucijada mucho antes de toparse con ella. Tal vez exista, indicaron, un segundo campo de Higgs, similar al que se asocia al bosón homónimo como inductor de la masa de las partículas, que permita encajar el aumento inesperado de la masa del bosón W en el modelo estándar con unas pequeñas modificaciones. Ante la perspectiva, no pocos científicos, como David Toback, portavoz del equipo insurrecto, mostraron su entusiasmo por el nuevo abanico de posibilidades que se abría: “Si la diferencia entre el valor experimental y el esperado se debe a algún tipo de nueva partícula o interacción subatómica … surge una buena oportunidad para obtener nuevos hallazgos en experimentos futuros”. Lo dicho, del problema a la oportunidad, como receta de todo buen libro de autoayuda científica que se precie.