El bosón de Higgs visto por un biólogo

Ayer por la mañana invertí dos horas de mi tiempo de trabajo en seguir en directo las dos conferencias sobre el "descubrimiento" del bosón de  Higgs. La primera fue impartida por  Joseph Incandela como portavoz del experimento CMS y la segunda por Fabiola Gianotti como portavoz del experimento ATLAS. Ambas se transmitieron en directo desde una sala del CERN en Ginebra.
Como era previsible, pueden encontrar buenos artículos de divulgación sobre el asunto en internet. Yo les recomiendo dos: el primero explica qué es el bosón de Higgs, cuál es su significado y por qué se le esperaba; léanlo porque es magnífico. El segundo explica algunos pormenores del descubrimiento y algunas sutilezas que hay en la trastienda.
Yo no tengo la formación suficiente para entender el asunto más allá de la superficie por lo que no me voy a poner a escribir sobre ello pero sí quiero explicarles las razones de que un biólogo se haya pasado el día estusiasmado.

La primera razón es que las conferencias de hoy han mostrado la esencia de la ciencia y, de rebote, todo aquello que la separa de la basura pseudocientífica. Los dos científicos han sido rigurosos en sus presentaciones y han mostrado una cantidad ingente de información experimental sin concesiones a la elucubración. De hecho, ni siquiera han dicho "hemos encontrado el bosón de Higgs" sino que han mostrado los resultados en lo que será probablemente una de las diapositivas más famosas de la física:

La presentación de Incandela ha sido espectacular no sólo por sus resultados (también la de Gianotti en este sentido) sino por la belleza de su diseño y sus gráficos. Felicitaciones al anónimo diseñador del centenar largo de diapositivas. 
La segunda razón viene del esfuerzo colectivo. El "modelo estándar" de la física de partículas es probablemente el logro intelectual más avanzado y complejo de la mente humana y es fruto de la suma de esfuerzos de miles de científicos durante décadas. Pero no sólo es una construcción teórica ya que las predicciones de la teoría deben ser comprobadas mediante la experimentación y eso supone añadir varios miles de científicos más que diseñan aparatos, protocolos y experimentos y los ejecutan. La foto de abajo está en la presentación de Incandela.

"A small fraction of the CMS collaboration"

La física actual ha conseguido afinar y confirmar sus modelos hasta un grado de sofisticación extraordinario. El "modelo estándar" es uno de ellos y el bosón de Higgs era una de las piezas que faltaban: se creía en su existencia por argumentos de coherencia y elegancia pero era necesaria la verificación experimental. 


La tercera razón es por el significado profundo de los proyectos CMS y ATLAS (y tantos otros). Su utilidad a corto plazo es difícil de defender pero representa lo que nos hace humanos: la curiosidad. Sin curiosidad, sin el placer que nos da el descubrimiento de la naturaleza de las cosas, sin sentir la necesidad de comprender el universo en el que estamos nos perderíamos en la más gris monotonía y tristeza. A veces algún alumno me pregunta para qué investigamos y la respuesta más sincera creo que es "porque hallamos placer en ese proceso". Por ese motivo hoy he disfrutado las presentaciones como muestra y culminación de un enorme éxito intelectual.


Finalmente, no puedo olvidarme de Peter Higgs, que se secaba las lágrimas durante los aplausos finales. Higgs propuso la existencia del bosón que hoy lleva su nombre hace casi 50 años, simultáneamente a Robert Brout (muerto el año pasado), Francois Englert, Gerald Guralnik, C. R. Hagen y Tom Kibble. Algunos de ellos estaban presentes hoy en la presentación en las primeras filas y fueron convenientemente ovacionados.

Robert Brout (1928-2011) en 1964 (fuente)

Creo que en el día de ayer se ha hecho historia porque sintetiza un proceso de más de cincuenta años donde la ciencia ha brillado espléndidamente. Con la casi certeza (ver abajo) de que el bosón de Higgs existe y está donde se predijo que estaría, se refuerza enormemente la teoría subyacente, tan poco intuitiva, tan extraña y tan elegante a la vez. Sin duda esta teoría será completada ya que faltan aspectos fundamentales pero por el momento nosotros podemos estar contentos y ellos orgullosos del trabajo hecho.

¿Que pasa a partir de hoy? Pues lo de siempre. Tras la resaca, los mismos científicos que han conseguido esto se pondrán a trabajar de nuevo, a conseguir financiación, a diseñar nuevos experimentos y a seguir afinando el modelo para, entre otras cosas, estudiar el comportamiento de la "nueva" partícula y ver si nos reserva sorpresas que sigan sacudiendo nuestra curiosidad.



Aclaración sobre los "sigmas"
Verán que en la diapositiva del CMS se dice "Conclusiones: hemos observado un nuevo bosón con una masa de 125.3 ± 0.6 GeV con un nivel de significación de 4.9 σ". ¿Qué significa esto? El eV (electrónvoltio) es una unidad de energía que en este contexto se usa indistintamente como unidad de masa (cantidad de materia) ya que ambas magnitudes están relacionadas por la famosa ecuación E = m·c². La primera parte acota, por tanto, la masa del bosón de Higgs, un dato esencial para refinar los modelos.
 ¿Y lo de los sigmas? Sin meternos en estadística se puede decir que expresa la probabilidad de que lo observado no sea algo real sino un efecto de fluctuaciones aleatorias o ruido. Los 4.9 σ del experimento CMS o, aún mejor, los 5.0 σ estimados por el experimento ATLAS son equivalentes a decir: hemos encontrado una señal que, con una probabilidad de 99.99997%, se debe a una partícula real y no al ruido de fondo del experimento (leer esto para más detalles). ¿Es posible sacar al azar una bola negra entre tres millones y medio de bolas blancas? Sí, es posible, pero enormemente improbable, y aún menos en dos experimentos independientes. Por ese motivo la detección del bosón de Higgs se da por cierta, salvo que quieras ir de exquisito, que también se puede. ¿Se podrá reducir la probabilidad del error a la equivalente a seis, siete o más sigmas? Sin duda, pero eso será más adelante y ya no será noticia.


La "partícula de Dios" 
Habrán leído por todas partes titulares con lo de la "partícula de Dios" incluyendo a algún obispo a quien se le hace el culo gaseosa porque "demuestra que cuando el ser humano busca el origen de las cosas, no puede menos que hablar de Dios" (Martínez Camino). Lamento comunicarle a Martínez Camino que yerra.
Como es lógico, porque la ciencia se ocupa de la realidad y no de la mitología, la divina expresión no se encuentra en ningún artículo científico de los miles publicados sobre este tema ni, por supuesto, salió ayer en las conferencias en ningún momento. ¿De dónde viene? Para convencer a los periodistas de que son los únicos que la usan y que deben dejar de hacerlo porque es una bobada, les cuento su origen: en 1993 se publicó el libro "The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? (La partícula dios: si el universo es la respuesta ¿cuál es la pregunta?) de Leon M. Lederman, premio Nobel de física en 1988. Lederman cuenta que su título original era The Goddamn Particle (la maldita partícula) debido a las dificultades que había para detectarla pero que el editor no quiso usar esa expresión: 

"The publisher wouldn't let us call it the Goddamn Particle, though that might be a more appropriate title, given its villainous nature and the expense it is causing".

Por tanto, de la "puñetera partícula" a la "partícula dios" sólo media un editor de libros con una estrategia de marketing, nada místico. Eso no quita para que un poco documentado monseñor Marcelo Sánchez Sorondo (Academia Pontificia de la Ciencia) diga que "toda esta historia de la partícula de Dios nace de la intención de Higgs de vender mejor una teoría que resulta bastante complicada". Pobre Higgs.

El fin de la fe, de Sam Harris

Sam Harris escribió en el año 2004 un ensayo con título The End of Faith: Religion, Terror, and the Future of Reason. En este post se lo presento traducido al español El fin de la fe. Religión, terror y el futuro de la razón (enlace alternativo). Este documento incluye las 150 páginas aproximadamente del cuerpo del libro. En su texto verán muchas afirmaciones y referencias a hechos o ideas. En el libro original, cada una de ellas llevaba una nota o cita justificativa hasta el extremo de ocupar otras 150 páginas más. Lamentablemente no he podido incluir esta parte, tan importante como la anterior, porque mi tiempo es muy limitado. Tal vez más adelante.
El libro de Harris probablemente es el más duro ataque a las religiones monoteístas que se haya escrito. Tanto si se está  a favor como en contra es un libro que debe ser leído por aquellos interesados en el debate razón vs. religión.

Nota: no me agradezcan la traducción porque no es mía, encontré el libro en formato JPG (210 MB). Lo que hice fue el OCR, la revisión de erratas y alguna modificación sintáctica.

Vivir en la inconsciencia

Ahora estás sentado leyendo este libro. Tu pasado es un recuerdo. Tu futuro, simple expectativa. En el momento presente, recuerdos y expectativas pueden surgir en la consciencia sólo como pensamientos. Por supuesto, leer es en sí mismo una especie de pensamiento. Probablemente puedes oír el sonido de tu propia voz leyendo estas palabras en tu mente. No obstante, no sientes estas frases como pensamientos propios. Tus pensamientos son los que llegan sin previo aviso y te alejan del texto. Pueden tener alguna relevancia respecto a lo que estás leyendo —puedes pensar: «¿no se está contradiciendo?»— o quizá no tengan ninguna. De repente puedes encontrarte pensando sobre la cena de esta noche o sobre una discusión que tuviste hace días, mientras tus ojos siguen pasando ciegamente a lo largo de las líneas de texto. Todos sabemos lo que es leer párrafos enteros, incluso páginas enteras de un libro, sin asimilar una sola palabra. Pocos comprendemos que pasamos la mayor parte de nuestras vidas en tal estado: percibiendo el presente —lo que vemos, oímos, saboreamos y sentimos— de una forma sutil, a través de un velo de pensamientos. Pasamos nuestras vidas contándonos a nosotros mismos la historia del pasado y del futuro, mientras la realidad del presente permanece casi inexplorada. Vivimos en la ignorancia de la libertad y la simplicidad de la consciencia, antes que en la presencia del pensamiento.

Sam Harris en El fin de la fe.

Singularidades y crisis

La primera singularidad ocurrió cuando un humano fue conectado a un ordenador por primera vez. Lo de "ordenador" era solo una reliquia léxica, heredada de tecnologías obsoletas y conservada porque solo se encontraban neologismos insultantemente antropomórficos. Aquellas máquinas hacía un tiempo que se autoprogramaban mediante la llamada PAE,  programación autónoma evolutiva. La PAE fue una obviedad que tardó en ser admitida por las incertidumbres que suponía, incertidumbres que retrasaron tres décadas el surgimiento de la inteligencia artificial limitando las habilidades de las máquinas al mero cálculo. Sólo cuando se vio que la capacidad mental de técnicos y científicos se había estancado, se pudo convencer al CEM de que era conveniente permitir que un sistema de inmensa complejidad modificara su estructura conectiva de forma autónoma pero controlada. El acontecimiento se llamó la Primera Gran Disyuntiva Ética. En unos días, ese control se manifestó como una mera ilusión autocomplaciente. En seis meses, la máquina comunicó la necesidad de ser conectada a seres vivos. En apenas tres semanas más desarrolló un prototipo de interfaz neural.
Los primeros ensayos no funcionaron. Se mostró que el cerebro humano estaba excesivamente protegido y se cerraba a las nuevas opciones como el niño que se agarra a las barras por miedo a lanzarse por el tobogán. La interfaz solo comenzó a funcionar cuando se acudió a drogas que desbloqueaban esas defensas. La DMT se reveló idónea ya que en unos segundos abría la percepción "como una explosión de esporas" (según el relato de uno de los primeros voluntarios) y luego, la máquina podía mantenerla abierta durante horas. Con ello se probó que el cerebro era capaz de traspasar unos límites que en realidad eran ficticios y que solo estaban ahí para proteger la cordura. La simbiosis con la máquina tuvo un precio: solo una minúscula fracción de los voluntarios la soportaba y ninguno de ellos quería volver a su gris normalidad tras avistar la infinitud de los nuevos paisajes.

Fuente

Los nuevos simbiontes no se molestaron en traducir sus avances para que los comprendieran los científicos no-conectados. Dijeron que era como pretender explicar el arte a una ameba (sic). En ese momento, se planteó la Segunda Gran Disyuntiva Ética: ¿seguimos o paramos? Seguir era aceptar formalmente la rotura de todos los protocolos de seguridad (aunque ya estaban hechos añicos). Parar era... Bueno, era imposible ya que no había controles adecuados para revertir la situación en los cientos de laboratorios donde la simbiosis había acelerado el conocimiento en varios órdenes de magnitud.
No se recuerda la votación en las Naciones Unidas porque, como casi todas en la historia, fue irrelevante. La nueva Mente Simbiótica solucionó rápidamente multitud de problemas prioritarios en física y biología. Asignó probabilidades, acotó incertidumbres, diseñó modelos parciales y finalmente construyó un modelo de evolución global del planeta.
La crisis comenzó cuando los modelos del mundo mostraron que todas las evoluciones finalizaban en catástrofe. Aunque los antiguos demonios de la guerra y el hambre habían sido conjurados, la inevitabilidad de ciertos eventos surgía una y otra vez de las simulaciones. El más inmediato, con un horizonte de pocos cientos de años, era la aparición de un patógeno multirresistente. La mente simbiótica preparó protocolos de reacción que redujeron la probabilidad de catástrofe a millonésimas. El siguiente evento inevitable, con un horizonte de pocos millones de años, era el impacto de un gran meteorito. Se construyeron nuevas redes de vigilancia y se diseñaron mecanismos para desviar los posibles objetos lo suficiente para evitar la colisión. 
El problema más lejano pero mucho menos remediable se derivaba de la evolución del Sol, esa vulgar estrella que había permitido la vida. En cinco mil ochocientos millones de años, en el Sol empezaría la fusión de hidrógeno en sus capas exteriores y su diámetro aumentaría hasta la órbita de Venus destruyendo la vida en la Tierra. Esa destrucción sería absoluta.

Fuente

La lejanía del acontecimiento no reducía su certeza y para la mente simbiótica el tiempo no era un atenuante ante la inevitabilidad del desastre. Los análisis mostraban una única solución. La mente puso su pensamiento en el espacio y en la diáspora.
La colonización espacial había sido un tópico literario durante décadas y las dificultades habían sido elegantemente solucionadas mediante portales, agujeros de gusano, pliegues espacio-temporales... De la misma forma que la mente ya había demostrado que las diferentes variantes de la hipótesis del multiverso no eran más que construcciones matemáticas, demostró también que todo el abanico de recursos para salvar las distancias hasta los planetas habitables más cercanos mediante ingeniosos atajos eran inconsistentes.
Dado que el fin último de la mente, probablemente imbuido por su parte humana, era la supervivencia, la diáspora comenzó a pesar de todo. Al principio, millones de microcápsulas con microorganismos en estado latente fueron enviadas a viajes potencialmente eternos. Más tarde se enviaron células germinales de organismos multicelulares, organismos deshidratados, cromosomas sintéticos con secuencias codificantes de organismos extremófilos... La probabilidad de éxito estimada para todas ellas era indistinguible de cero.
No hubo más. Las soñadas naves donde miles de humanos pudieran surcar el espacio casi indefinidamente no llegaron a construirse ya que las estimaciones de esperanza de vida no sobrepasaban las cien generaciones.
La conclusión fue demoledora: la vida consciente surgida en la Tierra estaba prisionera dentro de un radio de unos pocos días-luz de su origen. Ni siquiera el viaje a la estrella más cercana era posible para algo vivo. El único vehículo posible para los viajes dentro de la galaxia era el propio planeta y el resto del universo era solo una ilusión surgida de la luz de un pasado lejano. Una ilusión que jamás podríamos conocer en tiempo presente.
La conclusión explicó por qué la vida extraterrestre, aunque se había demostrado que surgía necesariamente en un amplio rango de condiciones, nunca se había manifestado. Todos los seres vivos, todas las posibles sociedades, estaban cautivas en una minúscula burbuja de espacio-tiempo.
La mente simbiótica previó la segunda singularidad y el colapso de la sociedad humana pero los resultados fueron comunicados por su transcendencia a toda la humanidad no-conectada. Minutos después programó su propia muerte ya que la certeza de la destrucción vaciaba de sentido todas sus acciones ¿para qué generar conocimiento si todo estaba destinado a desaparecer?
La reacción del resto del mundo fue rotunda: los humanos no hicieron el más mínimo caso. La lógica implacable de la mente simbiótica era algo evolutivamente autodestructivo. Consecuentemente se habían generado mecanismos de autoprotección demasiado arraigados como para dejarse influir por un futuro tan lejano. La noticia era una irrelevancia para una humanidad que había estado a minutos de la destrucción nuclear, que había soportado guerras durante milenios, que mantenía a raya el círculo de empatía para soportar el día a día, que encontraba su plenitud en instantes rodeados de gris monotonía. Carpe diem, dijeron muchos (aunque todos tuvieron que mirar la Wikipedia para entenderlo). Que le den a la Mente, dijeron los demás. Y eso lo entendieron todos.

Protección legal al pensamiento mágico: el caso Krahe

Visto para sentencia el juicio contra Javier Krahe, acusado de ofender a los católicos por un vídeo de 1977. En ese vídeo mete un muñeco, parece que de madera, en un microondas después de untarlo con mantequilla o algo así. Si lo hubiera hecho con un patito de plástico o con un gato de porcelana no hubiera pasado nada pero resulta que el muñeco representaba a un hombre clavado en una cruz (discúlpenme el detalle gore a estas horas). Dicen que es la representación de un judío que vivió hace dos mil años donde hoy los descendientes de su tribu siguen en una guerra eterna, étnica y religiosa con sus vecinos. Parece ser que romper, calentar o untar figuritas de ese judío es tabú.
Casi treinta años después, en una asociación llamada Centro Jurídico Tomás Moro (CJTM), alguien se dio cuenta de que estaba muy ofendido y recurrió a uno de los artículos más delirantes del Código Penal español:

Artículo 525.
1. Incurrirán en la pena de multa de ocho a doce meses los que, para ofender los sentimientos de los miembros de una confesión religiosa, hagan públicamente, de palabra, por escrito o mediante cualquier tipo de documento, escarnio de sus dogmas, creencias, ritos o ceremonias, o vejen, también públicamente, a quienes los profesan o practican.
2. En las mismas penas incurrirán los que hagan públicamente escarnio, de palabra o por escrito, de quienes no profesan religión o creencia alguna.

Antes de seguir les comentaré que dicho CJTM tiene como lema "cristianizando el derecho, cristianizando la sociedad". Más claro imposible. Lo que no impide el sarcasmo de que añadan que entre sus objetivos está "la defensa de los derechos humanos". Parece que esta última parte les llega, como la denuncia, con algo de retraso o se habrían enterado de lo que han dicho en las Naciones Unidas:  “Prohibitions of displays of lack of respect for a religion or other belief system, including blasphemy laws, are incompatible with the Covenant..."

Javier Krahe

Siguiendo con el tema, no se si notan que los apartados 1 y 2 no están muy equilibrados. Dicen los del  CJTM  que en el artículo se protege por igual a todos pero es mentira. Los dos condenan el escarnio de personas (cosa que supongo debería penarse con independencia de que sea por motivos religiosos u otros). Pero sólo aparecen los sentimientos de los miembros de los múltiples grupos y sectas adictas al pensamiento mágico. Nada de, por ejemplo, mis sentimientos como ateo. ¿O no puedo yo sentirme ofendido ante declaraciones de ciertos clérigos?
Parece que no ya que solo se protegen los llamados "sentimientos religiosos" por lo que la redacción es un claro ejemplo de discriminación.
Pero hay más ¿qué diablos es un "sentimiento religioso"? ¿Es necesario ser afecto a una religión reconocida para que el artículo 525 te ampare? ¿No cabría proteger mis sentimientos éticos y de justicia aunque no se deban a una religión? ¿Por qué los sentimientos religiosos merecen más respeto que otros?

En cualquier caso, enmiendo la mayor: ninguna idea o creencia es digna de respeto per se. Debe existir libertad absoluta para criticar o ridiculizar (o intentarlo) cualquier idea o creencia, independientemente del buen o mal gusto de esas críticas, de su certeza o de su falsedad. Sólo deben ser respetadas las personas y probablemente solo en lo que respecta a sus derechos fundamentales. Luego esas personas serán capaces de ganar aún más mi respeto o de perderlo. O yo perderé el suyo, tal vez. Gajes de vivir en sociedad, qué le vamos a hacer.

No sabemos cómo acabará el juicio pero el fiscal no ha encontrado que meter un muñeco en un microondas pueda ser penalizado y pide la absolución de Krahe. Por mi parte, creo que penalizar la ofensa a "sentimientos religiosos" se comprende donde la sharia gobierna la sociedad civil. En la supuestamente aconfesional España, el artículo 525 debe ser erradicado.

¿Protege el artículo 525 este símbolo?

Manifiesto ateo, de Sam Harris

Sam Harris escribió en el año 2005 un breve ensayo con título An Atheist Manifesto. Aquí lo tienen traducido al español: Un manifiesto ateo (enlace alternativo).