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¿Nueva partícula elemental?

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¿Nueva partícula elemental?

Área: Física — Jueves, 7 de Abril de 2011
Unos resultados preliminares apuntan a una nueva partícula no predicha por el modelo estándar de partículas.
Foto
Detector CDF del Tevatron. Fuente: Reidar Hahn, Fermilab.
Parece que en la competición entablada recientemente entre el LHC y el Tevatron se salda de momento con una pequeña victoria del segundo sobre el primero. Recientemente se ha publicado un resultado preliminar en ArXiv por parte de los chicos del Fermilab que habla de la existencia de una posible nueva fuerza o nueva partícula en la Física de altas energías. La noticia se está propagando por los medios, pero falta aún confirmación, ya 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 se haya pasado por alto hasta ahora. 
Recordemos que la identificación de una nueva partícula se realiza generalmente a partir de las señales que dejan en el detector las partículas que son subproducto de su desintegración. Para poder crear partículas pesadas se necesita energías lo suficientemente altas en un punto y esperar que esa energía se transforme en la partícula deseada. Esto se consigue haciendo chocar dos partículas a velocidad relativista en un punto situado en el centro del detector.
Con la antigua generación de aceleradores se generaron todas las partículas del modelo estándar (salvo el Higgs) y para generar las nuevas partículas hipotéticas que predicen otras teorías propuestas o una física desconocida se construyó el LHC y se mejoró el Tevatron.
En este caso se han analizado datos procedentes de colisiones que deben de producir el bosón W (el mediador de la fuerza 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 y que fue creada en la colisión.
En esos experimentos de producción de W han buscado eventos en los que la energía no se correspondería con la masa de estas partículas. Pues bien, parece que los investigadores del experimento CDF, entre un montón de sucesos corrientes correspondientes a sucesos que generan W, han registrado 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 consiste en un leptón y un par de chorros de partículas, pero no hay predicciones de los modelos de partículas al uso que predigan con seguridad algo a esa masa.
La estadística conseguida hasta ahora dice que la probabilidad de que al azar se produzca algo así es de 1 en 1300, pero aún cabe dentro de lo posible que no sea más que una fluctuación estadística.
De momento, la cosa no está muy clara 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 tan grande como el 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 dotaría de masa al 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 los propios resultados del Tevatron ya lo habían descartado.
“La única cosa que sabemos seguro es que no es el Higgs”, dice 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.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3456

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Thalia