Desde su descubrimiento en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN hace once años, el bosón de Higgs se ha convertido en una de las principales vías de investigación para arrojar luz sobre la estructura fundamental del universo. Las medidas de precisión de las propiedades de esta partícula conforman una de las herramientas más poderosas para poner a prueba el Modelo Estándar de la Física de Partículas, actualmente la teoría que mejor describe el mundo de las partículas y sus interacciones. En la conferencia Lepton Photon Conference celebrada la pasada semana, la colaboración ATLAS informó de cómo ha conseguido medir la masa del bosón de Higgs con una precisión sin precedentes.
El Modelo Estándar no predice la masa del bosón de Higgs, por lo que debe determinarse mediante medidas experimentales. Su valor establece la fuerza de las interacciones del bosón de Higgs con el resto de partículas elementales y consigo mismo. Conocer de la manera más exacta posible este parámetro fundamental es clave para realizar cálculos teóricos precisos que, a su vez, permitan a la comunidad investigadora comparar sus medidas sobre las propiedades del bosón de Higgs con las predicciones del Modelo Estándar. Las desviaciones con respecto a estas predicciones indicarían la presencia de fenómenos físicos nuevos o inexplicables a través de las teorías actuales. La masa del bosón de Higgs es también un parámetro crucial en el entendimiento de la evolución y estabilidad del vacío del universo.
La nueva medida de ATLAS combina dos resultados: una nueva medición de la masa del bosón de Higgs obtenida a partir de un análisis de su desintegración en dos fotones de alta energía y una medida anterior de la masa basada en un estudio de su desintegración en cuatro leptones. La primera, que combina los análisis de las dos muestras de datos que registró ATLAS en los periodos de funcionamiento 1 y 2 del LHC, dio como resultado una masa de 125.220 millones de electronvoltios (GeV) con una incertidumbre de solo 0,14 GeV. Con una precisión del 0,11%, este resultado es la medida más precisa hasta la fecha de la masa del bosón de Higgs a partir de un único canal de desintegración.
Cuando la colaboración ATLAS combinó esta nueva medida de la masa del Higgs con la medición realizada anteriormente a partir de su desintegración en cuatro leptones, obtuvieron una masa del bosón de Higgs de 125,11 GeV con una incertidumbre de 0,11 GeV. Este resultado, fruto de la combinación de dos medidas, alcanza una precisión del 0,09%, lo que lo convierte en la medida más precisa hasta la fecha de este parámetro fundamental.
"Esta medición tan precisa es el resultado del incesante esfuerzo de la colaboración ATLAS por mejorar la comprensión de nuestros datos", afirma Andreas Hoecker, portavoz de ATLAS. "Potentes algoritmos de reconstrucción junto a calibraciones precisas son los ingredientes determinantes de las mediciones de precisión. La nueva medida de la masa del bosón de Higgs se suma a la cartografía cada vez más detallada de este nuevo sector crítico de la física de partículas."
