¿La anomalía en el Tevatron podría ser algo real?

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Artículo publicado por Sean Carroll el 30 de mayo de 2011 en Cosmic Variance

El Tevatron, el poderoso pero viejo acelerador de partículas del Fermilab, tiene previsto su apagado a finales de este año. Pero la vieja bestia podría tener un par de trucos guardados.

Datos de CDF


El pasado abril hablamos de un par de persistentes anomalías en los datos del Tevatron que se había elevado hasta el nivel en el que los teóricos están lo bastante intrigados para empezar a construir modelos. Una de éstas – una simetría adelante/atrás en las interacciones de quarks top – estuvo rondando un tiempo, y se tomó en serio por ciertas personas. La otra – un minúsculo aumento cerca de los 150 GeV en el número de eventos que producen un bosón y dos chorros – era relativamente nuevo, y se recibió con cierta burla. La credibilidad del abultamiento sufrió otro golpe cuando se señaló que podría explicarse mediante un simple (aunque completamente hipotético) error sistemático – una mala calibración de las energías del chorro.  La caza de estos aumentos es difícil, y los experimentos cerca del final de su tiempo de vida son más propensos a compartir sus anomalías de lo que harían si supieran que iban a continuar en operación, dado que hay pocas esperanzas de que nuevos datos ayuden a resolver el problema.

Pero hay cierta esperanza. La auténtica razón para ser paciente en lugar de entusiasmarse por un aumento en los 150 GeV fue que era un efecto sigma-3, en un juego donde la mayor parte de los efectos sigma-3 desaparecen. En la física de partículas, generalmente tomamos un resultado sólido sigma-3 como una “prueba para” algo, y se requiere un sigma-5 – una desviación mucho mayor de los números esperados – para declarar que algo es un “descubrimiento”.

¡Ahora tenemos más datos! Proceden del experimento CDF en el Fermilab, como informa en una conferencia Giovanni Punzi, y compartió para todo el mundo Jester en Résonaances. Hay una razón por la que mencioné a Résonaances entre los mejores blogs de física – es incuestionablemente el lugar al que se debe ir para los nuevos resultados en la física de partículas.

Y la anomalía es ahora – ¡casi sigma 5! No se desvaneció con más datos, se hizo más prominente. Sería muy difícil en este punto atribuirlo simplemente a una mala calibración de la energía o algo similar; si es un error sistemático, es uno muy sutil. Pero no parece un error; parece una señal.

Por supuesto, aún es muy posible que desaparezca. Estas cosas pasan. Pero cuando un resultado interesante empieza a alcanzar sigma-5, es perfectamente comprensible estar un tanto emocionado y empezar a preguntarse qué está pasando. Una de las cosas interesantes de este abultamiento es que no es muy difícil llegar a modelos que lo expliquen – todo lo que se necesita es un bosón neutro, similar al conocido bosón Z de las interacciones débiles, con una masa cerca de los 150 GeV. Este tipo de idea ya tiene cierta fama en el mundillo y tiene un nombre – el bosón Z’, sin mucha imaginación.

Excepto que no es tan simple, desde luego – ¿dónde estaría la gracia? Cuando empiezas a añadir alocadamente nuevas partículas al Modelo Estándar, tienes que hacer una comprobación de consistencia con todo tipo de restricciones experimentales. En particular, un simple bosón Z’ a veces decaería en leptones así como quarks (los chorros mencionados antes). En tal caso, se habría visto hace tiempo en el LEP, el colisionador de electrón-positrón del CERN que anteriormente vivía en lo que ahora es el túnel del LHC. Por lo que en realidad se necesita es un Z’ “leptofóbico”, uno que decaiga en quarks pero no en leptones.

O algo en esa línea, o algo completamente diferente. Puedes ir a Résonaances de nuevo para el terreno teórico. Sí, hay posibles explicaciones dentro de la supersimetría; y sí, hay posibles explicaciones que nada tienen que ver con supersimetría.

Si es real – aún un si muy, muy grande – es el inicio de la “era más allá del Modelo Estándar” en la física de los colisionadores de partículas. Las cosas no van a encajar de la noche a la mañana; habrá salidas en falso, misterios y súbitas epifanías. Ahí es donde está la auténtica diversión en la ciencia.


Autor: Sean Carroll
Fecha Original: 30 de mayo de 2011
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