El Bosón de Higgs imparte masa a otras partículas fundamentales

MADRID, 15 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Científicos del experimento ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor y más potente "acelerador de partículas", del mundo, han informado de la primera evidencia de un proceso que se puede utilizar para probar el mecanismo por el cual la partícula de Higgs recientemente descubierta imparte masa a otras partículas fundamentales.

   Más raro aún que la producción del propio Higgs, este proceso --una dispersión de dos partículas cargadas denominadas 'bosones W apagados entre sí' - también proporciona una nueva prueba rigurosa del Modelo Estándar de la física de partículas. Los hallazgos, que hasta ahora están de acuerdo con las predicciones del modelo estándar, son reportados en un artículo recién aceptada por Physical Review Letters.

   "Sólo uno de cada 100 trillones de colisiones protón-protón produciría uno de estos eventos", dijo Marc-André Pleier, un físico del Laboratorio Nacional de Energía de Brookhaven de EE.UU., que desempeñó un papel de liderazgo en el análisis de este resultado para la colaboración ATLAS. Para complicar aún más las cosas, la búsqueda de uno de esos eventos raros no es suficiente. "Es necesario observar a muchos para ver si la tasa de producción está por encima o al mismo nivel que las predicciones", dijo Pleier.

   "Buscamos a través de miles de millones de colisiones protón-protón producidos en el LHC para tener una firma de estos eventos: productos de la desintegración que nos permiten inferir como Sherlock Holmes lo que sucedió en el evento."

   Los esfuerzos de análisis comenzaron hace dos años y se llevaron a cabo, en particular, por los grupos de Brookhaven, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, la Universidad Estatal de Michigan y la Universidad Técnica de Dresden, Alemania. Los resultados preliminares fueron presentados por Pleier en el 'Rencontres de Moriond' en marzo. Ahora finalizaron con un total de 34 eventos observados, la tasa de interacción medida está en línea con la predicha por la Norma Modelo, una teoría que describe todas las partículas fundamentales conocidas y sus interacciones.

   "El Modelo Estándar ha sobrevivido hasta el momento todas las pruebas, pero sabemos que es incompleto porque hay observaciones de materia oscura, la energía oscura y la asimetría antimateria / materia en el universo que no puede ser explicado por el modelo estándar" dijo Pleier. Así que los físicos siempre están buscando nuevas maneras de probar la teoría, para encontrar dónde y cómo se puede romper.

   "Este proceso de interacción del bosón W es uno que nunca pudimos probar," dijo Pleier "porque no teníamos suficiente energía o conjuntos de datos suficientemente grandes, necesarios para ver este raro proceso, hasta que se construyó el LHC."

   Para probar el mecanismo de Higgs, los científicos comparan la distribución de los productos de desintegración del proceso de dispersión del bosón W, la frecuencia con la que observan determinados productos en una energía particular y la configuración geométrica.

   "Es como una huella digital", dijo Pleier. "Tenemos una huella digital predicha y tenemos la huella digital que medimos. Si las huellas concuerdan, sabemos que Higgs hace su trabajo de la generación masiva de la manera que debería. Pero si se desvían, sabemos que algún otro mecanismo de la física está ayudando porque solo el Higgs no está haciendo lo que esperamos ". Una vez más, hasta el momento, los datos indican que el Higgs está funcionando como se esperaba.

   "Por primera vez, podemos descartar ciertos modelos o predicciones que antes no podíamos", dijo Pleier. "Para completar el trabajo, necesitamos más datos, a mayor energía, para que podamos ver la huella más clara."

   El LHC reanudará la toma de datos a mayores energías de colisión - 13 tera-electronvoltios (TeV) en lugar de 8 TeV - en la primavera de 2015. Los datos recogidos serán de hasta 150 veces el tamaño de los datos disponibles en la actualidad.