LHC ve indicio de peso ligero del bosón de Higgs

14:44 13 de diciembre 2011 por Lisa Grossman

El ultra-tímido bosón de Higgs puede por fin haberse mostrado en el LHC. Los dos detectores principales, ATLAS y CMS, han descubierto indicios de un ligero Higgs. Si esto es correcto, el único hueco que queda en el modelo estándar se llenaría.



Aún más emocionante, un Higgs de esa masa, alrededor de 125 gigaelectronvoltios, abriría un camino hacia un terreno inexplorado. Dicha ´´pluma´´ necesita por lo menos un nuevo tipo de partícula para estabilizarlo. ´´Es muy emocionante´´, dice el portavoz del CMS Guido Tonelli. ´´Este podría ser el primer anillo de una cadena de descubrimientos.´´

La teoría más aceptada sobre cómo interactúan las partículas y fuerzas, el modelo estándar, ha sido espectacularmente existosa desde que se propuso en la década de 1960. Sin embargo, sólo funciona en el supuesto de que el bosón de Higgs realmente exista. La partícula es la tarjeta de presentación de una entidad invisible llamada el campo de Higgs, que se piensa dar a todas las partículas su masa. El problema es que el modelo estándar no puede predecir lo que el propio Higgs pesa.

Los físicos han estado buscando la versión más simple del Higgs en diferentes colisionadores de partículas durante años. Los experimentos han ido descartando un rango de masas, a excepción de una estrecha ventana entre 115 y 141 GeV.

Ahora los físicos en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, cerca de Ginebra en Suiza, han investigado ese intervalo en más detalle que nunca antes. Hoy en día, Tonelli y Fabiola Gianotti, responsable del detector ATLAS, presentaron por separado los resultados de más de 300000 mil millones de colisiones de partículas de alta velocidad realizadas en el último año. ´´Esta es la primera vez que estamos realmente explorando toda la [masa] región con la correcta sensibilidad - la que permitirá, si hay algo allí, empezar a ver algo´´, dice Tonelli.


Masa similar

Los datos de ATLAS restringen el bosón de Higgs dentro de 115 y 131 GeV El CMS predice un Higgs pesado de 127 GeV.

Más excitante aún, el ATLAS vio una tentadora pista del Higgs de 126 GeV El CMS observó una a 124 GeV. Es la primera vez que ambos experimentos han visto una señal en casi la misma masa. ´´Estamos muy competitivos, pero una vez que los veo venir con los resultados, estoy feliz´´, dice Tonelli. ´´Sus resultados son importantes para nosotros. Son obtenidos de una manera completamente independiente´´.

El bosón de Higgs se espera que aparezca fugazmente en los restos de las colisiones de protones de alta velocidad en el LHC, pero no podrá ser visto directamente. En cambio los físicos buscan la lluvia de partículas más ligeras y los fotones que resulten de la descomposición de bosones de Higgs de diferentes masas. Porque el jardín de partículas variadas también produce los mismos productos de desintegración, los cazadores de Higgs buscan excesos sospechosos de estos productos en sus detectores.


Señal tentativa

Aunque ambos equipos ven un exceso de alrededor de la misma masa, aún no hay datos suficientes para reclamar un descubrimiento. La señal del ATLAS tiene una significación estadística a 126 GeV de 2.3 sigma, lo que significa que el resultado tiene alrededor de una probabilidad del 2 por ciento de estar bajo a una fluctuación aleatoria, el exceso comparable al CMS tiene una significancia de sólo el 1,9 sigma. Para reclamar un descubrimiento se necesita una señal de 5 sigma, lo que significa menos de 1 en un millón de posibilidades de que el resultado sea un golpe de suerte. ´´No hay suficiente claridad para concluir nada en este momento´´, dice Gianotti. ´´Podría ser algo interesante, o simplemente una fluctuación´´.

Incluso una pista de un Higgs de 125 GeV tiene algunos teóricos suspiros de alivio. Aunque el modelo estándar no puede predecir la masa de la partícula directamente, sí predice cómo otras partículas interactúan con el bosón de Higgs - en particular, los bosones W y Z que son responsables de la fuerza nuclear débil.

Experimentos anteriores encontraron que los bosones W y Z pesan 80,4 y 91,2 GeV, respectivamente. Debido a la manera en que esas partículas interactúan, la masa del Higgs probablemente salga en algún lugar entre los 115 y 130 GeV. Un Higgs de 125 GeV, es ´´justo como lo recetó el doctor´´, dice el Premio Nobel Frank Wilczek, del Instituto de Tecnología de Massachusetts.


Nueva física

Esa masa también allana el camino para la física más allá del modelo estándar. Gracias a sutiles efectos de la mecánica cuántica, un Higgs ligero necesita de una partícula compañera más pesada ´´actuando como una especie de guardaespaldas´´, dice Tonelli. De lo contrario, el vacío cuántico de las partículas que aparecen sería inestable, y el universo hace mucho tiempo se hubiera desintegrado. Si el bosón de Higgs es ligero, el hecho que tenemos aquí hoy, sugiere que hay al menos una partícula adicional más allá del modelo estándar.

Wilczek piensa que es una gran noticia. Esto deja la puerta abierta para una de las más matemáticamente bellas extensiones del modelo estándar. La supersimetría o ´´SUSY´´, sugiere que cada partícula conocida tiene una pareja aún no detectada y se compromete a resolver muchos de los defectos del modelo estándar. Esta puede unir a las fuerzas nucleares fuerte y débil con la fuerza electromagnética y ofrece un candidato a materia oscura.

La versión más simple de la teoría predice que estas partículas compañeras extras ya deberían estar apareciendo en el LHC, y no es así. Si el bosón de Higgs realmente pesa alrededor de 125 GeV, puede dar vida nueva a la teoría en crisis. ´´En algún sentido SUSY recibirá un poco de oxígeno´´, dice Tonelli. ´´Quizás no sea el más trivial y popular de los modelos, pero habrá un renacimiento de interés en él. Seguirá siendo un área importante de investigación para experimentos del LHC el próximo año.´´


Primer vistazo

Mientras tanto, los físicos del ATLAS y CMS exprimirán más datos para averiguar si los indicios del liviano Higgs se sostienen. Rigurosamente combinando los dos conjuntos de datos actuales efectivamente doblará la estadística Tonelli sospecha que esto podría concretar la significación estadística de entre 3,7 y 3,9 sigma, o un 1 de cada 10.000 posibilidades de que el resultado es una casualidad.

Suponiendo que el colisionador siga trabajando así, los dos experimentos deben tener suficiente información para confirmar o negar la versión más simple del Higgs a finales de 2012. Para entonces, los físicos podrán mirar hacia atrás a este momento como su primera visión de un gran descubrimiento. ´´Esto es por lo qué hay algo de emoción´´, dice Tonneli.

También sería emocionante si el bosón de Higgs nunca se presenta después de todo. Si los indicios actuales desaparecen, los físicos esperarán hasta que las revoluciones del LHC aumenten ha toda su energía en el año 2015 en busca de otras partículas o fenómenos que podrían dar partículas de masa sin necesidad del Higgs. ´´Tiene que haber algo más que juegue ese papel´´, dice Gianotti. ´´Vamos a estar después sobre ese algo más´´.


Fuente: newscientist.com
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Se cierra el cerco...
Que sería mejor? que existiese el boson de Higgs? o que no?...alguna de las dos opciones sería mejor la otra?...

Lo que si queda claro a mi juicio es la eficiencia de la ciencia.

El Dr. Cooper debe haberse masticado ya todas sus uñas...

Jajaj, Hawking en su momento dijo que había apostado a que no descubrían el bosón ni en pedo. Tendrá que pagar ahora.

El qué observa indicio del liviano qué?

El verdadero Hot Tube Time Machine.