Nuevos datos sugieren que el Bosón de Higgs tendría menos masa de la esperada

La llamada “partícula de Dios” tiene menos lugares donde esconderse.

Los nuevos datos ofrecen evidencia de que el peso de la partícula de Higgs es un punto intermedio en el extremo inferior del rango siendo investigado actualmente por los colisionadores de partículas de dos continentes. Los resultados también indican que la masa de la partícula puede estar en consonancia con la supersimetría, una teoría, que dentro del modelo estándar de física,  otorga a cada partícula un socio mucho más pesado.

Los últimos resultados provienen de dos experimentos en curso en el acelerador del Fermi National Accelerator Laboratory de partículas, en Batavia, Illinois, que sugieren que el bosón de Higgs no puede tener una masa entre 158 millones y 175 mil millones de electronvoltios. (Mil millones de electrón voltios, o un GeV, es ligeramente más pesado que la masa de un protón.) Ben Kilminster del Fermilab reportó el hallazgo 26 de julio en la Conferencia Internacional sobre Física de Alta Energía en París.

Estudios realizados en el Gran Colisionador, que cerró en 2000 en la Comunidad Europea de la Organización de Investigación del CERN, junto con las restricciones indirectas a partir de la teoría y los experimentos, ha indicado que el bosón de Higgs podría tener una masa en cualquier caso, entre 114 y 185 GeV. A finales de 2009, los dos experimentos del Tevatron, conocidos como MID y DZero, excluyeron en su busquedfa el rango entre 162 GeV y 166 GeV. Con las nuevas restricciones, el MID y DZero han descartado casi el 25 % del rango de masas permitidos para el bosón de Higgs  antes de 2009.

Bautizada como la partícula de Dios porque su existencia podría explicar por qué algunas partículas subatómicas no tienen peso, la existencia del Bosón de Higgs fue propuesta  en 1964 por el físico Peter Higgs, quien postuló un campo cuántico que impregna el vacío del espacio. El campo, frenaría un poco las partículas que viajan a través de él, haciendo que adquieresen masa. Otras partículas, como los fotones, serían inmunes al campo y viajarían a la velocidad de la luz. Aunque el campo no puede ser detectado directamente, puede ser excitado a altas energías para producir la elusiva partícula de Higgs.

“El último límite de la masa de la partícula es importante, ya que demuestra el poder de los experimentos del Tevatron para buscar el bosón de Higgs”, dice el teórico JoAnne Hewett del SLAC National Accelerator Laboratory, en Menlo Park, California. “Eso nos hace ser cada día un poco mejores en nuestro trabajo”, añade.

Sin embargo, con exclusión de la región entre 158 y 175 GeV,  la masa del Bosón de Higgs no tendría mucho efecto en la teoría, porque la mayoría de los físicos esperan que el bosón de Higgs sea más ligero que 135 GeV.

“La región más tentadora que va desde  114 GeV a 140 GeV aún no se ha explorado”, señala Hewett.

“Es por eso que curiosos indicios de un Higgs de 140-GeV registrado por el experimento CDF del Tevatron sacudió la comunidad científica“, dice Hewett.

Rob Roser del Fermilab, dice, “Nosotros hemos descubierto algo. Y podría ser coherente con muchas cosas , incluyendo una baja masa del Higgs. No estoy seguro de que  que la teoría del modelo estándar de partículas se halle en el filo, pero desde luego  los teóricos están entusiasmados con la idea”

Los físicos están intrigados ante la posibilidad de una baja masa de Higgs porque sería más fácil de encajar en una de las más simples extensiones del modelo estándar de física de partículas, conocido como supersimetría. La supersimetría supone que cada partícula conocida tiene una pareja más pesada.

“Pero incluso si la señal de la FCD a 140 GeV resulta ser un golpe de suerte, las nuevas restricciones a mayores masas serviría de guía a los físicos teóricos en su trabajo sobre el bosón de Higgs”, afirma Roser. Los físicos que trabajan en los experimentos CDF y DZero han descubierto los nuevos límites de manera independiente,  a través de más de 500 billónes de colisiones entre protones y antiprotones generados desde 2001 en el Tevatron. Después de buscar durante años, “Por fin hemos cruzado el umbral en el que cada nuevo dato nos permite explorar nuevas regiones y nos trae nuevos conocimientos” sobre el bosón de Higgs, dice Giovanni Punzi de la Universidad de Pisa y el Instituto Nacional de Nuclear Física en Italia. “Estamos realmente en el punto de partida para encontrar la respuesta.”

“Los físicos deberán de ser capaces de explorar toda la gama de masas que el bosón de Higgs  podría tener, y los experimentos MID y DZero deberán tomar el relevo, cuando el Tevatron está actualmente programado para cerrar”, dice Roser. “Si el rango de masa es finalmente descartado, los físicos tendrán que buscar otra explicación (un nuevo tipo de fuerza y de partículas) para explicar cómo algunas partículas subatómicas tienen masa”, sentencia Punzi.

Los resultados reavivan aún más la carrera para encontrar el bosón de Higgs entre el Tevatron y el Gran  Colisionador de Hadrones del CERN. El LHC ya opera a 3,5 veces la energía del Tevatron y, acabará por duplicar esa cantidad. Sin embargo, los problemas eléctricos han retrasado las operaciones en el LHC, y no ha adquirido casi tanta información como las expectativas iniciales. Por otra parte, el LHC se apagará para efectuar actualizaciones en el 2011 después de funcionar a sólo la mitad de su energía máxima. El LHC no se espera que opere a plena capacidad hasta 2013, lo que ha llevado a los científicos del Tevatron a solicitar que el acelerador de Illinois continúe funcionando hasta el 2014.

Autor: Ron Cowen.

Enlace original: New data suggest a lighter Higgs.

Para saber más: Bosón de Higgs.