viernes, 8 de abril de 2011

Los físicos advierten que la extraña señal podría ser un producto del funcionamiento del detector de partículas de la FCD. Créditos: FERMILAB.

La sana competencia entre el LHC y el Tevatron ha producido una buena noticia. De acuerdo a un resultado preliminar que se ha publicado en ArXiv el equipo de científicos en Fermilab formulan la existencia de una posible nueva fuerza o nueva partícula en la Física de altas energías. Pese a que sería un hito importante en la Física de partículas, es importante considerar que los resultados podrían ser producto de errores en el modelado de los datos en el detector CDF, detector que como otros del mismo tipo es bastante complejo. La sospecha viene de que la energía a la que opera el Tevatron no es muy alta y esta supuesta nueva partícula debía de haberse manifestado antes, siendo inexplicable que no se haya detectado hasta ahora.

Detectar una nueva partícula se logra a partir de la identificación de las señales que va reconociendo el detector, subproducto de su desintegración. La creación de partículas pesadas requiere energías a altos niveles para poder lograr que tal energía se transforme en la partícula deseada. Lo anterior se consigue haciendo que choquen dos partículas a altas velocidades en el centro del detector.

En la generación anterior de aceleradores se pudo generar partículas predichas por el Modelo Estándar de Física de Partículas a excepción de la partícula de Higgs y para generar nuevas partículas hipotéticas que predicen teorías propuestas o una física desconocida se construyó el LHC y se mejoró el Tevatron.

Producto de lo anterior en el Tevatron se han estudiado datos que procedentes de colisiones que deben de producir el bosón W (mediador de la interacción nuclear débil) que pesa 87 veces más que un protón y que rápidamente se desintegra en chorros de otras partículas. Partículas que producen pares quark-antiquark que terminan formando mesones y/o leptones como puedan ser electrones o muones. Calculando las masas y energías de todos estos subproductos se puede inferir la masa la partícula original que produjo esos chorros, la cual fue creada en la colisión.

En esos experimentos de producción de W han buscado eventos en los que la energía no correspondía con la masa de estas partículas. Los investigadores del experimento CDF, han detectado entre los sucesos estudiados correspondientes a generadores de bosón W, 250 eventos en los que los chorros corresponden a una partícula con una masa equivalente a 160 veces la del protón, unos 144 GeV/c2. Esta señal correspondiente a unos 144 GeV se trata de un leptón y un par de chorros de partículas, pero no hay predicciones de los modelos de partículas que predigan con seguridad una partícula con esta masa.

La estadística predice que la probabilidad de que al azar se produzca un evento así es de 1 en 1300, pero aún cabe dentro de lo posible que no sea más que una fluctuación estadística. De momento, aún no hay nada claro y habrá que esperar a tener más datos para poder afirmar que hay una nueva partícula no descrita por el modelo estándar. El análisis de este tipo de chorros es muy complicado y la estadística es de momento baja para lo que se considera aceptable en este tipo de situaciones. Podría darse el caso de eventos en los que se produjeran simultáneamente dos bosones W o un par W-Z, lo que daría cuenta de sucesos a 80 GeV. Al parecer se han registrado eventos de ese tipo.

En todo caso, con el paso del tiempo, o bien se confirmará el resultado o definitivamente se descartará. Ya se está analizando otro conjunto de datos del mismo tipo registrados en el CDF. Pero quizás se obtengan datos más precisos, o al menos complementarios, en el detector D0, que ya ha generado un conjunto de datos similares al CDF y se espera la publicación de de los mismos en cuestión de semanas. Si la nueva partícula existe también sería visible en el D0. Al parecer todo esto se dilucidará en cuestión de unos meses.

Si finalmente se confirma la existencia de esta partícula parece que no sería el esperado Higgs (partícula o partículas que permitiría comprender el concepto de masa del resto de las partículas), porque su comportamiento no es el que cabría esperar del Higgs, aunque se ha propuesto su existencia en una gama de energía en la que entraría también esa masa que los resultados del Tevatron ya lo habían descartado.

“La única cosa que sabemos seguro es que no es el Higgs”, agrega Giovanni Punzi, físico que está analizando los datos del Fermilab y portavoz del grupo.

En todo caso, esa posible nueva partícula abriría una nueva puerta en el mundo de la Física de Altas Energías. Algo más profundo habría por ahí que quizás el LHC revele pronto. Ya se ha propuesto un nuevo bosón vectorial electrodébil Z′ con una masa aproximada entre 140-150 GeV/c2 para explicar estos resultados.
O puede que los del Fermilab simplemente están confundiendo los deseos con la realidad.

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