Trece años después de su descubrimiento el bosón de Higgs sigue siendo un misterio. La IA ya le está poniendo fin

La historia del bosón de Higgs aún tiene que ser escrita. Ya han pasado casi trece años desde que los físicos del CERN confirmaron que habían dado con una nueva partícula cuyas propiedades eran consistentes con las características que atribuían a este peculiar bosón. El 4 de julio de 2012 la humanidad presenció un hito monumental, pero aquel momento no fue el colofón de un proyecto; en realidad fue el primer recodo de un camino en el que solo hemos dado unos pocos pasos.

Hoy los físicos continúan estudiando las propiedades del bosón de Higgs. De hecho, es tan importante conocer un poco mejor esta partícula que los técnicos del CERN han introducido en el LHC, su mayor acelerador de partículas, las modificaciones necesarias para producir varios millones de bosones de Higgs durante los próximos dos o tres años. Actualmente esta máquina opera con un nivel mayor de energía con la esperanza de comprobar si este bosón es realmente una partícula fundamental. O si, por el contrario, tiene estructura interna.

Los científicos del CERN han intentado recrear las condiciones necesarias para producir la mayor cantidad posible de pares de bosones de Higgs simultáneamente y en el mismo lugar. No se trata en absoluto de un propósito caprichoso. Su intención es estudiar la interacción entre dos de estas partículas debido a que sospechan que es un mecanismo fundamental del Modelo Estándar que puede ayudarles a entender en qué medida el bosón de Higgs contribuye a sostener la estabilidad de nuestro universo.

El primer paso en esta búsqueda requiere desentrañar cómo esta partícula dota de masa a la materia, y los físicos que están desarrollando su investigación en el experimento CMS del CERN han ideado una estratagema muy ingeniosa. Hasta ahora los científicos han observado en múltiples experimentos la interacción del bosón de Higgs con los quarks cima (top) y fondo (bottom), y han comprobado que sus medidas coinciden con las predicciones del Modelo Estándar.

Sin embargo, desenmarañar la interacción de este bosón con los quarks más ligeros, como arriba (up), abajo (down) o encanto (charm), continúa siendo un desafío colosal. Y conocer mejor este mecanismo es fundamental para desvelar si el bosón de Higgs es realmente el responsable de conferir masa a la materia ordinaria. Afortunadamente, los físicos del experimento CMS tienen una herramienta muy poderosa con la que no contaban hace muy poco tiempo: la inteligencia artificial (IA).

Durante un seminario que se celebró la semana pasada estos investigadores presentaron los resultados de sus observaciones del bosón de Higgs al desintegrarse y dar lugar a la producción de dos quarks encanto. Lo más importante es que utilizando técnicas de IA de vanguardia consiguieron establecer los límites más estrictos hasta la fecha en el contexto de la interacción entre el bosón de Higgs y el quark encanto.

Sin la IA resulta extremadamente difícil identificar este proceso en particular y distinguirlo de otros eventos de colisión que tienen una apariencia similar. Todavía queda mucho trabajo por hacer, pero la buena noticia es que los físicos confían en que esta estrategia les permita filtrar con mucha precisión los resultados que obtendrán en las próximas campañas del LHC. Y si con mucho trabajo y un poco de suerte consiguen descifrar al completo el bosón de Higgs no solo corroborarán su papel en la generación de masa para todos los quarks; también confirmarán, una vez más, las predicciones del hasta ahora infalible Modelo Estándar.

Imagen Generada por este blog con Gemini

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