Cuando los titulares de los medios el 4 de julio de 2012, revelaron triunfalmente que se había encontrado la partícula bosón de Higgs, que era muy difícil de alcanzar, los miles de físicos que habían trabajado durante décadas en este rompecabezas no hicieron sus maletas ni se volvieron a sus casas.
Al contrario: el hallazgo abre la puerta a miles de nuevas investigaciones sobre los bloques fundamentales de la construcción nuestro universo.
La Dra. Shikma Bressler, que ha sido miembro activo de la colaboración ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN (Suiza), donde se descubrió la partícula, es una científica que está aprovechando el nuevo conocimiento para elaborar una comprensión cada vez más clara de las leyes de la naturaleza.
Bressler fue contratada como nueva investigadora principal en el Instituto Weizmann este año en el Departamento de Física de Partículas y Astrofísica.
El descubrimiento del bosón de Higgs es una piedra angular en el llamado Modelo Estándar de la física de partículas -nuestra mejor comprensión de la materia en su nivel más fundamental. Pero ciertamente no resuelve todos los misterios en el campo de la física de partículas.
Los físicos están de acuerdo en que falla el modelo estándar para explicar ciertos fenómenos como la gravedad o el origen de la masa de neutrinos, o la “materia oscura” que ayuda a explicar la rotación de las galaxias. Estas deficiencias indican que el Modelo Estándar no es una teoría completa de la naturaleza, lo que sugiere que hay más por descubrir. “Mediante el uso de puntos de vista del experimento ATLAS, estoy especialmente interesada en encontrar evidencia de la física más allá del Modelo Estándar”, dice la Dra. Bressler.
Se han desarrollado muchos modelos que se extienden del Modelo Estándar. Las búsquedas del LHC de señales nuevas fueron predichas por estos modelos. En particular, el experimento ATLAS fue diseñado para explotar el potencial de descubrimiento del LHC.
La Dra. Bressler está liderando un equipo multinacional en el CERN en busca del llamado “sabor de leptón que viola los decaimientos” del bosón de Higgs. Tres tipos de sabores de leptón –una partícula fundamental- son conocidos.
El más conocido es el electrón, que es el más ligero, pero también hay los leptones muón y tau. Estos difieren del electrón por su masa. Los tres sabores de leptones llevan la misma carga eléctrica e interactúan con las otras partículas fundamentales exactamente la misma manera.
Dentro del modelo estándar de la teoría actual -que describe de manera muy precisa las partículas elementales y sus interacciones- el Higgs puede decaer sólo ante un par de leptones del mismo sabor, por ejemplo un leptón tau y un leptón anti-tau. Un decaimiento del Higgs en un leptón tau y un anti-muón violaría el número de sabores de leptones y por lo tanto estaría en contradicción con el modelo estándar. Encontrar tales decaimientos revolucionaría nuestra comprensión de las leyes fundamentales de la naturaleza.
Paralelamente al análisis de los datos recogidos por el experimento ATLAS y en preparación para los retos del futuro, la Dra. Bressler formó un equipo de desarrollo del detector en el Instituto Weizmann, que desarrolla nuevos conceptos de detección para los detectores de radiación por imágenes de gran tamaño. Dichos detectores podrían mejorar las técnicas de detección que actualmente se utilizan en experimentos de física de partículas. Si bien esta línea de trabajo está motivada por el deseo de comprender los elementos fundamentales del universo, tiene potencial para aplicaciones no-científicas en la seguridad interior de los países, la medicina, la arqueología, la vulcanología y más. En todos estos campos, los detectores de radiación pueden ser usados como un sistema de imagen e identificar, por ejemplo, material peligroso en cargas civiles, tumores rodeados por un tejido sano, un antiguo edificio subterráneo.
La Dra. Bressler nació y creció en el Valle de Izreel, donde reside en la actualidad. Completó su licenciatura summa cum laude en física y matemáticas en el Technion – en 2003, seguida por su maestría no cum laude en física en 2006 y doctorado en 2011. En 2012, se unió al Instituto Weizmann como becaria postdoctoral. En 2013 se incorporó al Instituto como científica y formó un equipo de estudio de la física de partículas y el desarrollo del detector, y en 2015 fue ascendida a Científica Senior.
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