Un nuevo análisis del experimento LHCb confirma un antiguo puzle

En la 50ª edición de la conferencia sobre física electrodébil de Moriond (La Thuile, Italia), los científicos de la colaboración LHCb, donde participan la Universidad de Santiago de Compostela, Universidad de Barcelona, Universidad Ramón Llull y el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), presentaron un análisis que muestra desviaciones sobre cálculos del Modelo Estándar, que describe las partículas elementales y su comportamiento.
Aunque es actualmente la mejor descripción del mundo subatómico, la fotografía no es completa. Algunos fenómenos permanecen sin explicar, por lo que los físicos teóricos desarrollan modelos más allá del Modelo Estándar que podrían completar la imagen. Los experimentos del LHC buscan pistas de esta nueva física que podría incluir partículas aún no descubiertas.
El experimento LHCb busca nueva física en los efectos de posibles nuevas partículas en desintegraciones inusuales de las partículas B, que contienen un quark belleza (beauty en inglés). Estas búsquedas indirectas les permiten probar escalas de masa inaccesibles mediante otras técnicas. "Como en la bien conocida desintegración radioactiva beta, que ahora se sabe es causada por el bosón W, 100 veces más pesado que el protón, nosotros miramos a esta desintegración de las partículas B para explorar interacciones que involucran partículas incluso 10 veces más pesadas que el bosón W", declaró el portavoz del experimento LHCb, Guy Wilkinson.

Desintegraciones inusuales de los mesones B

En esta búsqueda, los físicos del LHC han estudiado la distribución angular de las partículas que proceden de estas desintegraciones inusuales de las partículas B (B → K*μμ), un parámetro muy sensible a los efectos de nuevas partículas. "Este modo de desintegración es un laboratorio en sí mismo", explicó Patrick Koppenburg, coordinador de física de LHCb. "Muchas de las partículas que buscan los experimentos del LHC pueden ser estudiadas en esta desintegración".
En sus análisis del conjunto de datos completo del Run 1 del LHC, los físicos del LHCb encontraron una desviación local de los cálculos del Modelo Estándar. Como muestra el gráfico, las medidas de la región de la masa del par de muones (q2) entre 4 y 8 GeV2/c4 muestran una desviación de 2,9 sigma de los cálculos del Modelo Estándar. Estos resultados confirman un análisis previo publicado por LHCb con datos de 2011.

¿Señales de nueva física?

Estos nuevos resultados concitan la atención de los físicos de todo el mundo, mientras que los físicos teóricos consideran las múltiples posibles implicaciones. Un equipo de físicos formado por J. Virto (Universidad de Siegen, Alemania), L. Hofer (UAB), S. Descotes-Genon (LPT-París, Francia) y el profesor del Departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) Joaquim Matias, había predicho que estas desviaciones en la desintegración de las partículas B podrían apuntar a la existencia de "nueva física" (artículo en arXiv).
Para Matias, "ahora estamos en el primer paso, confirmando las desviaciones con mucha más estadística. El análisis de estos datos, junto con el de otros canales que también muestran desviaciones, da una significancia por encima de 4 sigmas. Estamos interpretando los datos y existen dos posibilidades. O bien se está observando nueva física, o bien se trata de una ‘conspiración hadrónica’ dentro del Modelo Estándar que genera las desviaciones observadas. El trabajo duro es establecer claramente esta diferencia, y esto requerirá tiempo y más datos".
"El trabajo en el LHCb y el de los grupos teóricos no se acaba aquí y ulteriores análisis con otras técnicas, y con más datos, pueden ayudar a aclarar la gran pregunta de si lo que observamos es Nueva Física o no", concluye Matias.