Nuevos resultados presentados en la reunión de la Sociedad Europea de Física de
Estocolmo (EPS-HEP2013) han sometido al modelo estándar de física de partículas
a una de las pruebas más estrictas hasta la fecha. Los experimentos CMS y LHCb
del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN muestran registros de uno de
los procesos más improbables en física: la desintegración de una partícula
denominada Bs en dos muones.
Las nuevas medidas muestran que solo un
puñado de partículas Bs por cada mil millones se desintegra en un par de muones,
tipo de partícula emparentada con el electrón. Debido a que este proceso es tan
inusual, es una prueba extremadamente sensible para buscar nueva física más allá
del modelo estándar, teoría que describe las partículas elementales y sus
interacciones. Cualquier divergencia con la predicción del modelo sería una
señal clara de algo nuevo.
Ambos experimentos del LHC presentan
resultados con un nivel muy alto de significancia estadística, más de 4 sigma
cada experimento, que es el sistema empleado para distinguir un verdadero
resultado científico de una fluctuación debida al azar. Los resultados están en
consonancia con el modelo estándar.
"Este es un gran resultado para
LHCb", dice el portavoz de la colaboración, Pierluigi Campana. "El experimento
LHCb se construyó precisamente para realizar medidas como esta. Este resultado
muestra que estamos sometiendo al Modelo Estándar a las pruebas más exigentes a
las energías del LHC, y por ahora las está superando muy bien".
El modelo
estándar ha sido construido durante más de 40 años. Es una exitosa teoría que
predice de forma muy precisa el comportamiento de las partículas elementales, y
ha sido puesto a prueba experimentalmente con gran precisión. Pero este modelo
no es el final de la historia: no incluye la gravedad, por ejemplo, y no
describe el llamado 'universo oscuro'. Sólo el 5% de nuestro Universo consiste
en el tipo de materia visible descrito por el modelo. El resto está hecho de
materia oscura y energía, cuya presencia se deduce de la influencia que tienen
en la materia ordinaria.
Este es un proceso que los físicos de partículas han estado tratando de
encontrar durante 25 años", dijo el portavoz de CMS, Joe Incandela. "Demuestra
la increíble capacidad del LHC y experimentos como CMS, que son capaces de
detectar un proceso tan infrecuente como este, que involucra una partícula con
una masa que es aproximadamente 1.000 veces menor que las masas de las
partículas más pesadas que buscamos".
Aunque estos resultados son una
prueba más de la validez del modelo estándar, todavía hay mucho espacio para
descubrir nueva física. Una de las opciones es la teoría conocida como
supersimetría (SUSY), que postula la existencia de una nueva partícula para cada
una de las partículas del modelo conocidas. Algunas de estas partículas tendrían
las propiedades exactas para formar una gran parte del universo
invisible.
Hay muchos modelos de SUSY en circulación, y esta es solo una
de las teorías que postulan física más allá del modelo estándar. Las medidas
presentadas ahora por LHCb y CMS permitirán a los físicos discriminar entre
ellas. Muchas de las teorías sobre nueva física son incompatibles con las nuevas
medidas y deben descartartarse, permitiendo a los físicos teóricos trabajar en
aquellas que todavía son posibles.
En CMS participan más de 2.000
científicos de 155 institutos y 37 países, entre ellos 88 españoles del Centro
de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT); el
Instituto de Física de Cantabria (IFCA, centro mixto del CSIC y la Universidad
de Cantabria); la Universidad de Oviedo (UO) y la Universidad Autónoma de Madrid
(UAM).
En LHCb participan 650 científicos de 48 institutos y 13 países.
Por España participan la Universidad de Santiago de Compostela (USC), la
Universidad de Barcelona (UB) y la Universitat Ramon Llull (URL).
La
participación española en el LHC se promueve de forma coordinada desde el Centro
Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto
Consolider-Ingenio 2010. (Fuente: CERN/CPAN)
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