Los estudios de la partícula de Higgs – descubierta en el CERN en 2012 y responsable de dar masa a todas las partículas – han sugerido que la producción de partículas de Higgs durante la expansión acelerada del universo muy temprano (inflación) debería haber dado lugar a la inestabilidad y el colapso.
¿Por qué el universo no colapsó tras el Big Bang?
Los científicos han estado tratando de averiguar por qué no sucedió ese escenario, lo que ha dado lugar a teorías que sugieren que debe de haber alguna nueva teoría física que ayudará a explicar los orígenes del universo; sin embargo, un equipo de físicos del Imperial College de Londres, y de las universidades de Copenhague y Helsinki, cree que hay una explicación más simple.
En un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review Letters, el equipo describe cómo la curvatura del espacio-tiempo – en efecto, la gravedad – proporciona la estabilidad necesaria para que el universo sobreviviera la expansión en el período inflacionario. El equipo investigó la interacción entre las partículas de Higgs y la gravedad, teniendo en cuenta la forma en que podría variar con la energía.
Así, muestran que incluso una pequeña interacción habría sido suficiente para estabilizar el universo.
“El Modelo Estándar de la física de partículas, que los científicos utilizan para explicar las partículas elementales y sus interacciones, hasta el momento no ha proporcionado una respuesta de por qué el universo no se derrumbó tras el Big Bang”, explica el profesor Arttu Rajantie, del Departamento de Física del Imperial College de Londres.
“Nuestro estudio investiga el último parámetro desconocido en el Modelo Estándar – la interacción entre la partícula de Higgs y la gravedad. Ese parámetro no se puede medir en experimentos con aceleradores de partículas, pero tiene un gran efecto en la inestabilidad de Higgs durante la inflación. ¡Incluso un valor relativamente pequeño es suficiente para explicar la supervivencia del universo sin ninguna nueva física! “
El equipo planea continuar su investigación con observaciones cosmológicas para estudiar la interacción con más detalle y explicar el efecto que habría tenido en el desarrollo de los inicios del universo. En particular, utilizarán los datos de las misiones de la Agencia Espacial Europea, actuales y futuros, de mediciones de la radiación del fondo cósmico de microondas y las ondas gravitacionales.
“Nuestro objetivo es medir la interacción entre la gravedad y el campo de Higgs utilizando datos cosmológicos,” dice el profesor Rajantie. “Si somos capaces de hacer eso, habremos encontrado el último número desconocido en el Modelo Estándar de la física de partículas y estaremos más cerca de responder a las preguntas fundamentales acerca de cómo estamos aquí”.
Estudio: M. Herranen, T. Markkanen, S. Nurmi, and A. Rajantie. Spacetime Curvature and the Higgs Stability During Inflation. Phys. Rev. Lett.113, 211102, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.211102.
Fuente: Imperial College London
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