Físicos descubren los primeros signos de una rara descomposición del bosón de Higgs: ScienceAlert

Una búsqueda cuidadosa de la transformación extremadamente rara del bosón de Higgs ha dado resultados, proporcionando la primera evidencia de un proceso que podría insinuar partículas desconocidas.

Al reconciliar los resultados de varios años de protones chocando contra dos detectores diferentes en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, los físicos han aumentado la precisión estadística de la famosa tasa de «oferta colectiva» de una partícula que se descompone en un fotón y bosón z.

Resultados, compartidos en Conferencia de física del LHC En Belgrado la semana pasada, mucho menos de lo que podría haber sido considerado genial. Pero el proceso en sí podría mejorarse para centrarse en la burbuja de calidad cuántica y ayudar a identificar dónde podrían ubicarse nuevas fuerzas y bloques de construcción exóticos.

La partícula de Higgs se convirtió en la favorita del mundo de la física en 2012 cuando un físico confirmó la evidencia de su existencia. atlas (o “dispositivo de bucle LHC”) f CMS (Compact Muon Solenoid) detectores en el CERN.

No era solo la última entrada en ese gran mapa de partículas, el modelo estándar, para ser confirmada experimentalmente; Su observación prometía ser una ventana a las partes ocultas del reino cuántico.

En su mayor parte, saber que la partícula de Higgs y su campo asociado existen significa que ahora entendemos por qué las partículas fundamentales tienen masa.

Dado que la energía y la masa son dos formas diferentes de describir el mismo tipo de cosa, el esfuerzo de agrupar objetos grandes y gruesos (como átomos, moléculas y elefantes) contribuye a una proporción significativa de la masa de un objeto.

En una escala más pequeña, el esfuerzo que requieren los objetos más fundamentales, como los electrones o los quarks, para deambular por el campo de Higgs explica por qué tienen masa estática y por qué partículas como los fotones no.

Sin embargo, la naturaleza social del campo y la espuma burbujeante de sus bosones lo convierten en un candidato ideal para buscar signos de campos cuánticos hipotéticos y partículas relacionadas que normalmente no se dan a conocer a través de medios más explícitos.

«Cada partícula tiene una relación especial con el bosón de Higgs, lo que hace que la búsqueda de la rara descomposición de Higgs sea una prioridad». Él dice Coordinadora de Experimentos de Física del CERN Atlas, Pamela Ferrari.

Las partículas en descomposición son como una paloma que muere en medio de los rascacielos: sucede todo el tiempo, a menudo de varias maneras, pero tendrá suerte si atrapa más de unas pocas plumas a la deriva como evidencia de su muerte.

Afortunadamente, al contar todas las ‘plumas’ en el polvo del colisionador, los físicos pueden construir una imagen de las diferentes formas en que las partículas se separan y fugazmente resurgen en cosas nuevas.

Algunas de estas desviaciones son relativamente comunes, pero para la partícula de Higgs, las transiciones a un fotón y la fuerza nuclear débil de corto alcance que lleva un bosón Z son aproximadamente un evento entre mil. O, como se esperaba en los libros de texto, alrededor del 0,15% de todas las desintegraciones de Higgs.

Pero esto es lo que el Modelo Estándar nos dice que debemos esperar. Tan asombrosamente perspicaz como es esta gran teoría, sabemos que debe fallar en algún momento, ya que no tiene mucho que decir sobre la energía oscura que extiende el espacio o deforma el espacio y el tiempo de una manera similar a la gravedad.

Cualquier variación de esta figura se puede utilizar para respaldar modelos alternativos que pueden dejar suficiente espacio para adaptarse a hechos inconvenientes.

Saber cómo mejorar nuestro mejor modelo de física significa encontrar una gran cantidad de anomalías actualmente inexplicables. Como extraños campos y partículas que realizan acciones sutiles y raras que normalmente no notaríamos.

«La presencia de nuevas partículas puede tener efectos muy grandes en los raros patrones de desintegración de Higgs». Él dice Florencia Canelli, coordinadora de física del otro detector del CERN, CMS.

En este momento, estos escurridizos unicornios son más legendarios que nunca. Los resultados hasta ahora están aproximadamente dentro del rango de lo que predeciría el modelo estándar.

Sin embargo, solo hay datos suficientes para que los físicos tengan una confianza moderada en que los resultados son correctos. Experimentos más grandes, quizás con mejor tecnología, pueden revelar pequeñas diferencias que ocultan una gran ventana a un conjunto completamente nuevo de teorías.

«Este estudio es una poderosa prueba del Modelo Estándar», Él dice canelli.

Con la tercera ejecución continua del LHC y el receptor LHC alto brillo, podremos mejorar la precisión de esta prueba y sondear el raro Higgs. «