ATLAS y CMS arrojan luz sobre las propiedades del bosón de Higgs

Tres años después del anuncio del descubrimiento de una nueva partícula, el llamado bosón de Higgs, las colaboraciones de los experimentos ATLAS y CMS presentan por primera vez en la tercera conferencia anual sobre la física del Gran Colisionador de Hadrones (LHCP 2015), que se celebra en San Petersburgo, medidas conjuntas de muchas de sus propiedades. Combinando análisis de datos obtenidos en 2011 y 2012, ATLAS y CMS dibujan la imagen más nítida hasta el momento del nuevo bosón. Los nuevos resultados ofrecen la mayor precisión sobre su producción y desintegración en el LHC, y sobre cómo interactúa con otras partículas.

Todas las propiedades medidas están en acuerdo con las predicciones del Modelo Estándar, y serán la referencia para los nuevos análisis de los próximos meses, permitiendo la búsqueda de nuevos fenómenos físicos. Este estudio continúa la mejor medida de la masa del bosón de Higgs, publicada en mayo de 2015 después de un análisis combinado de las dos colaboraciones. La conferencia anual sobre la física del LHC (LHCP) tuvo su primera edición en Barcelona en 2013, un año después del descubrimiento del bosón de Higgs.

"El bosón de Higgs es una herramienta fantástica para probar el Modelo Estándar de la física de partículas y estudiar el mecanismo de Brout-Englert-Higgs que da masa a las partículas elementales", dijo el Director General del CERN, Rolf Heuer. "Es muy beneficioso combinar los resultados de los grandes experimentos para alcanzar la gran precisión necesaria para el siguiente hito en nuestro campo. Haciéndolo, conseguimos lo que para un solo experimento supondría al menos dos años más de funcionamiento".

Modos de producir un 'Higgs'

Hay diferentes formas de producir un bosón de Higgs, así como diversas formas en las que se desintegra en otras partículas. Por ejemplo, según el Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones, cuando se produce un bosón de Higgs debería desintegrarse inmediatamente en un 58% de los casos en un quark b y su antipartícula. Combinando sus resultados, ATLAS y CMS han determinado con la mayor precisión hasta la fecha las frecuencias de las desintegraciones más comunes.

Estas medidas de precisión de las tasas de desintegración son cruciales, puesto que están directamente relacionadas con la intensidad de la interacción de la partícula de Higgs con otras partículas elementales, así como con sus masas. Por tanto, el estudio de sus desintegraciones es esencial para determinar la naturaleza del bosón descubierto. Cualquier desviación en las tasas medidas comparada con las que predice el Modelo Estándar pondría en entredicho el mecanismo de Brout-Englert-Higgs y abriría la puerta a nueva física más allá de dicho modelo.

"Este es un gran paso adelante, tanto en la mecánica de las combinaciones como en la precisión de la medida", dijo el portavoz de la colaboración ATLAS, Dave Charlton. "Como ejemplo, los resultados combinados de la desintegración del bosón de Higgs en partículas tau se ha observado con más de 5 sigmas de significación estadística, algo que no sería posible para CMS o ATLAS por sí solos".

"Combinar los resultados de dos experimentos tan grandes fue un reto, puesto que este análisis involucra más de 4.200 parámetros que representan incertidumbres sistemáticas", dijo el portavoz de la colaboración CMS, Tiziano Camporesi. "Con este resultado, y con el flujo de datos a la nueva energía del LHC, estamos en una buena posición para mirar al bosón de Higgs desde cada ángulo posible".

Enlaces