El descobriment del bosó d'Higgs demostraria la teoria fonamental de la física de partícules: el model estàndard. Aquesta teoria explica la composició de la matèria i la major part de les forces i interaccions entre els seus components, és a dir, el funcionament general de la naturalesa. L'estructura de la matèria és un tema tractat des de l'antiguitat. Els filòsofs grecs ja van discutir sobre la continuïtat de la matèria, és a dir, si la matèria és infinitament divisible, o si arribaríem a un compost en el qual no es pot dividir en algun moment. Així, va anar Demòcrit el que primer va esmentar la paraula àtom. La paraula àtom significa l'indivisible en grec, per la qual cosa Demòcrit va defensar que la matèria estava formada per elements indivisibles, átomos.la
primera teoria científica sobre els àtoms es va proposar a la fi del segle XVIII. Posteriorment, el descobriment de l'electró va determinar que dins de l'àtom hi ha càrregues positives i negatives. La càrrega positiva s'acumula en el nucli (protons) i la negativa es refereix als electrons que giren al voltant del nucli. Encara que no sigui del tot correcte, es pot dir que, a través d'una aproximació, l'àtom s'assembla al sistema solar. De totes maneres, ens referim a grandàries extremadament petites. Per a fer una idea, la grandària d'un àtom gira entorn d'un armstrong, és a dir, 10 milions de vegades menys que un mil·límetre. Una altra cosa que cal tenir en compte és que la matèria està gairebé buida. De fet, els electrons estan molt lluny del nucli. Si, per a fer una comparació, el nucli tingués una grandària d'un mil·límetre, els electrons estarien a deu metres. De la mateixa manera, si l'àtom tingués la grandària d'un camp de futbol, el nucli tindria la grandària del botó d'una camisa en el centre del camp.

L'electró sembla ser una partícula elemental o elemental, ja que no es coneix la seva estructura interna. Per contra, els protons i neutrons que formen el nucli de l'àtom estan formats per la combinació d'altres partícules elementals, els quarks. La física de les partícules tracta d'explicar aquesta estructura. En tot això cal tenir en compte que, com indica la teoria de la relativitat general d'Einstein, l'energia i les masses són intercanviables (la famosa fórmula E = mc2). Així, és necessari tenir en compte també les partícules que, sense tenir massa, contenen energia.

Partícules elementals

Explica les principals teories de la física de partícules, els models estàndard, la composició de la matèria i les interaccions entre elles a través de partícules elementals. En resum, hi ha dos tipus principals de partícules, els fermions, els components de la matèria i els bosons, els responsables de les interaccions. Quan dos fermions interactuen, aquesta interacció es produeix per transferència d'un bosó. Per exemple, quan un material s'escalfa al sol és perquè absorbeix uns fotons d'una característica determinada. Així, els fotons són un tipus de bosó. De la mateixa manera, a cada classe de força de l'univers li pertany el seu bosó. Aquestes forces són quatre: gravitació, interacció electromagnètica, interacció nuclear forta i interacció nuclear feble.

Cada tipus de partícula elemental té una càrrega determinada, positiva, negativa o res. No obstant això, segons aquesta teoria, aquestes partícules en si mateixes no haurien de ser massives, no haurien de ser pesades, ja que en cas contrari els seus càlculs no tindrien sentit. Segons aquesta teoria, aquesta massa o pes és el resultat d'una interacció amb un camp d'Higgs; a major interacció, major pes. Els que menys pesen es mouen fàcilment en aquesta zona d'Higgs, ja que tenen poca interacció. Els que pesen molt, per contra, es mouen poc, perquè tenen molta interacció.Per a
fer una comparació, pensem que la zona d'Higgs és la mar i que en ella hi ha fermions diferents, vaixells de diferents grandàries. Els petits vaixells es mouen fàcilment en la mar, ja que tenen poca interacció amb l'aigua. No obstant això, les grans, a mesura que pesen més, tenen més interacció, els costa més moure's.

A la recerca del bosó

Si existeix el camp d'Higgs, és perquè existeix un bosó d'Higgs. Per tant, el descobriment de la partícula elemental del bosó d'Higgs confirmaria l'existència d'aquest camp d'Higgs, per la qual cosa la teoria seria correcta. Així s'explicaria la presència de coses que pesen en l'univers: electrons, àtoms, planetes, estrelles, éssers vius i nosaltres mateixos, per descomptat. Per contra, els bosons no interactuen amb aquesta zona d'Higgs, per la qual cosa no tenen massa. La llum que està formada per fotons, per exemple, no té pes.

Una de les característiques més importants del bosó d'Higgs és que desapareix immediatament després de la seva formació. El seu temps de vida és mil trilions menys que un segon, per la qual cosa és impossible detectar-lo directament. No obstant això, quan desapareix, dona altres partícules elementals, i a través d'elles es pot saber si aquest bosó d'Higgs ha existit en algun moment.

En aquests estudis se solen donar valors probabilístics. De fet, és possible que aquestes altres partícules elementals que haurien de ser endevinades pels científics procedeixin de la desintegració del bosó d'Higgs a conseqüència d'una altra pertorbació, per la qual cosa és necessari determinar aquest grau de probabilitat de la troballa.

Aquesta teoria va ser proposada cap a 1970 i fins a 2012 no va ser possible trobar el bosó d'Higgs. En 2008 van començar a realitzar l'experiment decisiu en l'accelerador LHC del centre CERN de Ginebra i en 2012 van poder confirmar amb certesa que havien descobert el bosó d'Higgs. En el LHC, els protons es xoquen amb molta energia, s'acceleren prop de la velocitat de la llum i en aquestes condicions es produeix el bosó d'Higgs. A través de l'experiment es pot afirmar que s'ha demostrat el punt més important de la teoria que explicaria l'origen de l'univers.