Author: Juan Valencia

En un seminario dado el día de hoy en CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire – Centro Europeo de Investigación Nuclear), los experimentos ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus – Aparato Toroidal del LHC) y CMS (Compact Muon Solenoid – Solenoide compacto de muones) presentaron el estado de sus búsquedas del bosón de Higgs en el modelo estándar. Sus resultados están basados en el análisis de considerablemente más datos que aquellos presentados en las conferencias del verano, suficientes para realizar progresos significativos en la búsqueda del bosón de Higgs, pero insuficientes para poder hacer una declaración conclusiva sobre la existencia o la no existencia de el elusivo Higgs. La principal conclusión es que si el bosón de Higgs del modelo estándar existe, seguramente tendrá una masa en el rango de los 116-130 GeV según el experimento de ATLAS y 115-127 GeV según el CMS. Rastros han sido vistos en ambos experimentos en esta región de masa, pero aún no son tan fuertes para poder declarar un descubrimiento.

Los bosones de Higgs, si existen, tienen una vida muy corta y pueden degenerar en muchas maneras diferentes. El descubrimiento se basa en observar las partículas en las que decaen más que ver el Higgs mismo. Los experimentos ATLAS y CMS han analizado varios canales de decaimiento, y los experimentos ven pequeños excesos en las regiones de masa baja que aún no han sido excluidos.

Tomados individualmente, ninguno de estos excesos es más significativo estadísticamente que tirar un dado y obtener dos números seis seguidos. Lo que es interesante es que hay varias mediciones independientes apuntando a la región de los 124 a los 126 GeV. Es muy temprano para decir si ATLAS y CMS han descubierto el bosón de Higgs, pero estos resultados actualizados están generando mucho interés de la comunidad de físicos de partículas.

“Hemos restringido la región de masa más probable para el bosón de Higgs a los 116-130 Gev, y en las últimas semanas hemos comenzado a ver un exceso de eventos en la región de masa alrededor de los 125 GeV que es intrigante“, explicó la vocera del experimento ATLAS Fabiola Gianotti. “Este exceso podría ser debido a una fluctuación, pero también podría ser algo más interesante. No podemos concluir nada en este punto. Necesitamos más estudios y más datos. Dado el gran desempeño del LHC (Large Hadron Collider – Gran colisionador de hadrones) este año, no necesitaremos esperar mucho para tener los datos suficientes y podemos esperar a resolver esta interrogante en el 2012“.

“No podemos excluir la presencia del Higgs del modelo estándar entre los 115 y los 127 GeV debido a un modesto exceso de eventos que aparecen constantemente en esta región de masa, en cinco canales independientes“, explicó el vocero del experimento del CMS Guido Tonelli. “El exceso es muy compatible con un Higgs del modelo estándar en la vecindad de los 124 GeV y por debajo, pero el significado estadístico no es lo suficientemente grande para decir algo conclusivo. Hasta el día de hoy lo que vemos es la consistencia ya sea con una fluctuación de fondo o con la presencia del bosón. Análisis refinados y datos adicionales lanzados en el 2010 por esta máquina magnificente definitivamente darán una respuesta“.

Dentro de los próximos meses, ambos experimentos refinarán aún más sus análisis a tiempo para las conferencias de física de partículas en marzo. Sin embargo, una declaración definitiva sobre la existencia o la no existencia del bosón de Higgs requerirá más datos, y no es probable que ocurra hasta más tarde en el 2012.

El modelo estándar es la teoría que los físicos usan para describir el comportamiento de las partículas fundamentales y las fuerzas que actúan entre ellas. Describe la materia ordinaria de la que nosotros, y todo lo que es visible en el universo, están hechos realmente bien. Sin embargo, el modelo estándar no describe el 96% del universo que es invisible. Una de las principales metas del programa de investigación del LHC es ir más allá del modelo estándar, y el bosón de Higgs podría ser la llave.

Un bosón de Higgs del modelo estándar confirmaría una teoría propuesta por primera vez en los 60s, pero hay otras formas posibles que podría tomar el bosón de Higgs, vinculadas a teorías que van más allá de el modelo estándar. Un Higgs del modelo estándar podría apuntar todavía el camino a una nueva física, a través de sutilezas en su comportamiento que solo podrían emerger después de estudiar un gran número de decaimientos de la partícula de Higgs. Un Higgs de un modelo no estándar, actualmente más allá del alcance de los experimentos del LHC con los datos obtenidos actualmente, abriría inmediatamente la puerta a una nueva física, mientras que la ausencia del Higgs del modelo estándar apuntaría fuertemente a una nueva física a la capacidad completa de la energía del LHC, la que se planea alcanzar después del 2014. Ya sea que ATLAS y CMS muestren en los próximos meses que el bosón de Higgs del modelo estándar existe o no, el programa del LHC está abriendo el camino a una nueva física.

Vínculos:
Anuncio de prensa original (en inglés)