¿Podría el resultado de DZero apuntar a múltiples Higgses?

Detector DZeroComo si ayudar potencialmente a explicar por qué el universo está hecho de materia no fuese suficiente, un trío de físicos teóricos del Fermilab dicen que un nuevo resultado de DZero podría dar soporte a la creencia de que la historia de la materia tiene una secuela más allá del Modelo Estándar.

La colaboración DZero en el colisionador Tevatron del laboratorio, encontró que cuando las partículas conocidas como mesones B decaen, dan lugar a pares de muones significativamente más a menudo que a pares de antimuones. Aunque la diferencia es de apenas un 1 por ciento, fue una preferencia mucho mayor para la creación de materia frente a antimateria de la que habían encontrado experimentos anteriores – y una demasiado grande para explicarla mediante el Modelo Estándar de partículas y fuerzas. Este desequilibrio, conocido como asimetría, es importante debido a que explica por qué la materia y la antimateria, creadas en iguales cantidades en el Big Bang, no se aniquilaron simplemente entre sí; en lugar de esto, la materia se hizo dominante, permitiendo que existieran las personas y planetas.

Lo que provocó la gran desviación en el resultado de DZero respecto al Modelo Estándar es un sobrecogedor misterio. La respuestas podría apuntar a la finalización del Modelo Estándar, faltando sólo la teórica partícula del bosón de Higgs, o a la creación de una nueva línea argumental para explicar toda una nueva saga de partículas en la historia de cómo se comporta la materia en el universo.

En su búsqueda de una explicación completa, los científicos debaten si simplemente se han saltado un capítulo en el Modelo Estándar o si necesitan toda una secuela que vaya más allá del modelo, potencialmente incluyendo dimensiones extra o una teoría conocida como supersimetría que duplicaría el número de partículas conocidas.

Para aquellos que creen que el Modelo Estándar está casi completo, el descubrimiento del bosón de Higgs – una partícula teórica que otorga masa a todas las otras partículas — sería el cierre del capítulo final.

Pero para otros que creen que existen propiedades físicas aún no descubiertas – la conocida como nueva física – se necesita una secuela del Modelo Estándar. Bogdan A. Dobrescu, Patrick J. Fox, y Adam Martin están dentro de este grupo. Dicen que los datos de DZero apuntan no a la existencia de uno, sino de cinco bosones de Higgs, y que esos Higgses interactúan con otras partículas más fuertemente de lo que anteriormente se había predicho.

Dobrescu, Fox, y Martin publicaron el artículo CP violation in Bs mixing from heavy Higgs exchange en arXiv, el respositorio de borradores de publicaciones de física de partículas.

Aunque pueda existir un único Higgs en el marco de trabajo del Modelo Estándar, una extensión supersimétrica del Modelo Estándar, en la que cada partícula tiene una supercompañera aún por descubrir de mayor masa, requiere de la existencia de toda una familia de bosones de Higgs.

El hecho de que DZero encontrase un 1 por ciento más de muones que de antimuones producidos en las colisiones de alta energía entre protones y antiprotones podría atribuirse a las nuevas partículas, dice Martin, en concreto a cinco partículas Higgs con masas similares – tres de carga neutra, una con carga positiva y otra negativa. Esta configuración es lo que se conoce como modelo de doblete de dos Higgs.

Es demasiado pronto para decir definitivamente si hay en funcionamiento una nueva física más allá del Modelo Estándar, pero las implicaciones están ahí.

Fox asemeja los datos de DZero a un hombre en una habitación oscura que encuentra una caja de cerillas; puede ver a su alrededor, pero aún no con tanta claridad como si hubiese encendido la luz.

Para comprobar su teoría de por qué los datos de DZero muestran una desviación tan grande de las predicciones del Modelo Estándar, los físicos tienen que predecir cómo afectaría la existencia de un mundo con cinco bosones de Higgs a otras partículas, y entonces llevar a cabo experimentos para encontrar esos efectos.

Las evidencias indirectas, tales como medidas refinadas de los datos de DZero o búsquedas en el Tevatron y el Gran Colisionador de Hadrones buscando el decaimiento de un mesón en un par de muones o un tau, podría arrojar más luz a la sala y revelar si el siguiente tomo de la saga de la comprensión de la materia implica necesariamente múltiples bosones de Higgs.

Aunque el Tevatron puede realizar estas búsquedas de forma indirecta, es demasiado pronto aún para decir si los bosones de Higgs tendrían masas que el Tevatron pueda detectar, o sólo estarían al alcance de la mayor energía del LHC.


Autor: Tona Kunz
Fecha Original: 4 de junio de 2010
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Comments (5)

  1. dark_v

    ¿Es posible que podamos descubrir todos los misterios del universo operando con las bajas energías del Tevatron y del LHC? Digo “bajas” en comparación con las que se dieron en Big Bang.

    Esto se parece a una cebolla con multitud de capas: cada respuesta lleva a otra pregunta y a otro misterio. ¿Esa cebolla tiene infinitas capas? ¿A cuánta distancia estaremos de la última capa?

  2. Muy interesante toda esta teoría. Todo apunta a la supersimetría y más bosones de Higgs. Enhorabuena por el artículo. Saludos:
    Alejandro Álvarez

  3. [...] no lo indica). Qué afirma este artículo técnico. Mejor que os lo cuente Kanijo en “¿Podría el resultado de DZero apuntar a múltiples Higgses?,” Ciencia Kanija, 16 junio 2010, que ya se hizo eco del resultado de DZero en [...]

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