El vacío del espacio se desintegrará antes de lo esperado

La versión original de Esta historia apareció en Revista Quanta.

La desintegración en vacío, un proceso que podría acabar con el universo tal como lo conocemos, podría ocurrir 10.000 veces antes de lo esperado. Afortunadamente, todavía no ocurrirá hasta dentro de muchísimo tiempo.

Cuando los físicos hablan del “vacío”, el término suena como si se refiriera al espacio vacío, y en cierto sentido es así. Más específicamente, se refiere a un conjunto de valores predeterminados, como los ajustes de un tablero de control. Cuando los campos cuánticos que permean el espacio se encuentran en estos valores predeterminados, se considera que el espacio está vacío. Pequeños ajustes en los valores predeterminados crean partículas: si se aumenta un poco el campo electromagnético, se obtiene un fotón. Por otro lado, es mejor pensar en grandes ajustes como nuevos valores predeterminados en su conjunto. Crean una definición diferente del espacio vacío, con características diferentes.

Un campo cuántico es especial porque su valor predeterminado puede cambiar. Se denomina campo de Higgs y controla la masa de muchas partículas fundamentales, como los electrones y los quarks. A diferencia de todos los demás campos cuánticos que han descubierto los físicos, el campo de Higgs tiene un valor predeterminado superior a cero. Si se aumenta o disminuye el valor del campo de Higgs, la masa de los electrones y otras partículas aumentaría o disminuiría. Si el valor del campo de Higgs fuera cero, esas partículas no tendrían masa.

Podríamos permanecer en el valor predeterminado distinto de cero por toda la eternidad si no fuera por la mecánica cuántica. Un campo cuántico puede “hacer un túnel”, saltando a un nuevo valor de menor energía incluso si no tiene suficiente energía para pasar por los valores intermedios de mayor energía, un efecto similar al de atravesar una pared sólida.

Para que esto suceda, es necesario tener un estado de energía más bajo al que llegar mediante el túnel. Y antes de construir el Gran Colisionador de Hadrones, los físicos pensaban que el estado actual del campo de Higgs podría ser el más bajo. Esa creencia ha cambiado ahora.

Siempre se ha sabido que la curva que representa la energía necesaria para diferentes configuraciones del campo de Higgs se parece a un sombrero con el ala hacia arriba. La configuración actual del campo de Higgs puede representarse como una bola que reposa en la parte inferior del ala.

Ilustración: Crédito: Mark Belan para Revista Quanta