Permanecen posibles pistas del Higgs en los últimos análisis

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Artículo publicado el 13 de diciembre de 2011 en la web de BNL

Dos experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones casi han eliminado el espacio donde podría encontrarse el bosón de Higgs, según anunciaron hoy los científicos en un seminario en el CERN. Sin embargo, los experimentos ATLAS y CMS ven un exceso moderado en sus datos que podría pronto descubrir la famosa pieza perdida en el rompecabezas de la física.

Los experimentos revelaron los últimos resultados como parte de su informe habitual al Consejo del CERN, el cual proporciona una supervisión al laboratorio cerca de Ginebra en Suiza.

Los teóricos han predicho que algunas partículas subatómicas logran masa mediante la interacción con otras partículas, llamadas bosones de Higgs. El bosón de Higgs es la única parte no descubierta del Modelo Estándar de la física, el cual describe los bloques básicos de la materia y sus interacciones.

LHC © by delaere


La principal conclusión de los experimentos es que el bosón de Higgs del Modelo Estándar, de existir, muy probablemente tiene una masa restringida al rango de 116-130 GeV por el experimento ATLAS, y de 115-127 GeV por CMS. Se han encontrado pistas prometedoras en ambos experimentos en esta región de masa, pero aún no son lo bastante fuertes para reclamar un descubrimiento.

Los bosones de Higgs, de existir, son de vida corta y pueden decaer de muchas formas distintas. De la misma forma que una máquina expendedora te devuelve la misma cantidad de cambio usando distintas combinaciones de monedas, el Higgs puede desintegrarse en distintas combinaciones de partículas. El descubrimiento depende de observar excesos estadísticamente significativos de partículas en las que decae, más que de observar el propio Higgs. Tanto ATLAS como CMS han analizado varios canales de desintegración, y el experimento ve pequeños excesos en la región de masa baja que aún no se ha excluido.

Tomados de forma aislada, ninguno de estos excesos es más significativo que tirar un dado y obtener dos seis consecutivos. Lo interesante es que hay múltiples medidas independientes que apuntan a la región entre 124 y 126 GeV. Es demasiado pronto para decir si ATLAS y CMS han descubierto el bosón de Higgs, pero esta actualización de resultados está generando un gran interés en la comunidad de la física de partículas.

Cientos de científicos de universidades e instituciones de Estados Unidos están muy implicados en la búsqueda del bosón de Higgs en los experimentos del LHC, por ejemplo el físico de CMS Boaz Klima, del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi del Departamento de Energía cerca de Chicago. “Los científicos de Estados Unidos están definitivamente en medio de todos los aspectos y a todos los niveles”, dice.

Más de 1600 científicos, estudiantes, ingenieros y técnicos de más de 90 universidades estadounidenses, y cinco laboratorios nacionales de Estados Unidos, toman parte en los experimentos CMS y ATLAS, la gran mayoría a través de una red de banda ultra-ancha que envía los datos a los investigadores en universidades y laboratorios de toda la nación. La Oficina de Ciencia del Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencia proporcionan apoyo para la participación de Estados Unidos en estos experimentos. El Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi es el laboratorio madre para el contingente estadounidense del experimento CMS, mientras que el Laboratorio Nacional Brookhaven alberga a la colaboración ATLAS estadounidense.

A lo largo de los próximos meses, los experimentos CMS y ATLAS se centrarán en refinar sus análisis a tiempo para las conferencias de física de partículas de invierno, en marzo. Los experimentos reanudarán la toma de datos en la primavera de 2012.

“Ya hemos analizado todos o la mayor parte de los datos tomados en 2011 en algunos de los análisis más importantes en la búsqueda del Higgs”, dice el físico de ATLAS Rik Yoshida del Laboratorio Nacional Argonne, cerca de Chicago. “Creo que todo el mundo está muy sorprendido y contento por el ritmo de progreso”.

Los científicos que buscan el Higgs en experimentos en el acelerador de partículas estadounidense Tevatron, también presentarán sus resultados en marzo.

Descubrir el tipo de bosón de Higgs predicho en el Modelo Estándar confirmaría una teoría propuesta por primera vez en la década de 1960.

Incluso si los experimentos encuentran una partícula donde esperaban encontrar el Higgs, se necesitarán más análisis y datos para demostrar que es un Higgs del Modelo Estándar. Si los científicos encuentran sutiles desviaciones del Modelo Estándar en el comportamiento de la partícula, esto apuntaría a la presencia de una nueva física, vinculada a teorías que van más allá del Modelo Estándar. Observar un Higgs fuera del Modelo Estándar, actualmente más allá del alcance de los experimentos del LHC con los datos recopilados hasta ahora, abriría inmediatamente la puerta a la nueva física.

Otra posibilidad, descubrir la ausencia de un Higgs del Modelo Estándar, apuntaría a nueva nueva física en el modo de máxima energía del LHC, preparado para lograrse después de 2014. Si ATLAS o CMS demuestran en los próximos meses que el Higgs del Modelo Estándar existe, o no, el programa del LHC se acercará a nuevos descubrimientos.


Fecha Original: 13 de diciembre de 2011
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