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Los nuevos conocimientos sobre la elusiva partícula de Higgs son más estrictos que nunca. Científicos de los experimentos CDF y DZero, del laboratorio de física de partículas Fermilab (EE.UU.), revelaron sus últimos resultados sobre el bosón de Higgs en la 35º Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP 2010) que se celebra en París. Sus resultados descartan una fracción significativa del rango de masa permitido establecido por experimentos anteriores.
Los experimentos de Fermilab excluyen ahora el bosón de Higgs a un rango de masas comprendido entre 158 y 175 gigaelectronvoltios divididos por la velocidad de la luz, c, al cuadrado (GeV/c2). Resultados anteriores y predicciones extraídas del Modelo Estándar de Partículas y Fuerzas indicaban que la partícula de Higgs debería tener una masa de entre los 114 y 185 GeV/c2. 100 GeV/c2 equivale a 107 veces la masa del protón. Los nuevos resultados de Fermilab presentados en París reducen en un cuarto el rango de masa esperado para el Higgs.
“Fermilab ha llevado la productividad del colisionador Tevatron a nuevos registros”, dijo Dennis Kovar, director asociado de ciencia para física de altas energías del Departamento de Energía de los EE.UU., organismo del que depende Fermilab. “Gracias al extraordinario funcionamiento del Tevatron, colaboradores de CDF y DZero de todo el mundo están produciendo resultados interesantes y haciendo grandes progresos en la búsqueda de la partícula de Higgs. En el análisis de los datos relativos a la búsqueda del bosón de Higgs en Fermilab están implicados investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad de Cantabria), la Universidad de Oviedo, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE, consorcio entre Generalitat de Catalunya y Universidad Autónoma de Barcelona).
En ICHEP, los científicos de CDF y DZero han dado más de 40 charlas sobre la búsqueda de partículas exóticas y candidatos a materia oscura, descubrimientos de nuevos canales de decaimiento de partículas conocidas y medidas de precisión de numerosas propiedades de partículas. Las dos colaboraciones han presentado alrededor de 150 resultados.
El bosón de Higgs es la última de las piezas ‘no encontradas’ del esquema teórico conocido como Modelo Estándar de Partículas y Fuerzas. De acuerdo con este modelo, el bosón de Higgs explica por qué algunas partículas tienen masa y otras no.
PIEZA NO ENCONTRADA
“Estamos cerca de descartar completamente un bosón de Higgs con una gran masa”, dijo el co-portavoz de DZero Dmitri Denisov, uno de los 500 científicos de 19 países que trabaja en el experimento. “Hace tres años, no habríamos pensado que esto sería posible. Con la entrada de más datos, nuestros experimentos están empezando a ser sensibles a un bosón de Higgs con una masa baja”.
Rober Roser, co-portavoz de los 550 físicos de 13 países de la colaboración CDF, también acreditó el gran trabajo de los grupos de análisis de CDF y DZero para los rigurosos resultados de exclusión del Higgs.
“Los nuevos resultados de la búsqueda del Higgs se beneficiaron de la robustez de los datos de colisión de Tevatron y de algoritmos de búsqueda inteligentes desarrollados por mucha gente brillante”, dijo Roser. “Los grupos de análisis de CDF y DZero han obtenido un mejor entendimiento de las colisiones que pueden simular una señal de Higgs, han mejorado la sensibilidad de sus detectores a señales de partículas y han incluido nuevos canales del decaimiento del Higgs en el análisis global”.
DATOS DESDE 2001
Para obtener los últimos resultados de la búsqueda del bosón de Higgs, los grupos de análisis de CDF y DZero han realizado un análisis por separado de más de 500.000 millones de colisiones protón-antiprontón proporcionadas por cada experimento desde 2001. Después de que cada grupo obtuvo sus resultados independientes sobre el Higgs, combinaron sus resultados para producir unos límites de exclusión conjuntos.
“Nuestro último resultado se basa en dos veces más datos que hace año y medio”, dijo el co-portavoz de DZero Stefan Söldener-Rembold, de la Universidad de Manchester. “A medida que continuamos colectando y analizando datos, los experimentos del Tevatron podrán o bien excluir el bosón de Higgs del Modelo Estándar en todo el rango de masas permitido o bien ver señales de su existencia”.
La observación del la partícula de Higgs es también uno de los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), experimento del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) que tiene una energía de colisión protón-protón 3,5 veces mayor que la alcanzada en Tevatron. Pero para los raros procesos subatómicos como la producción del bosón de Higgs con una masa pequeña, una energía extra es menos importante que un gran número de colisiones producido.
"Con el Tevatron ofreciendo cada vez más colisiones, tenemos una buena oportunidad de ver un atisbo del bosón de Higgs", dijo el co-portavoz CDF Giovanni Punzi, de la Universidad de Pisa y del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) de Italia. "Será fascinante ver lo que las cartas que la Madre Naturaleza guarda para nosotros. Podríamos descubrir que las propiedades del Higgs son diferentes de lo que esperamos, revelando nuevas pistas sobre el origen de la materia".
