Tendencias21
Tevatron observa indicios del bosón de Higgs consistentes con los del LHC

Tevatron observa indicios del bosón de Higgs consistentes con los del LHC

Las nuevas medidas anunciadas por los científicos de las colaboraciones CDF y DZero del Laboratorio Fermilab, del Departamento de Energía de Estados Unidos, indican que el esquivo bosón de Higgs puede estar casi acorralado. Después de analizar los datos completos del acelerador Tevatron, ambos experimentos ven indicios independientes de la existencia del bosón de Higgs.

Tevatron observa indicios del bosón de Higgs consistentes con los del LHC

Las nuevas medidas anunciadas por los científicos de las colaboraciones CDF y DZero del Laboratorio Fermilab, del Departamento de Energía de Estados Unidos, indican que el esquivo bosón de Higgs puede estar casi acorralado.

Después de analizar los datos completos del acelerador Tevatron, ambos experimentos ven indicios independientes de la existencia del bosón de Higgs. Los físicos de las colaboraciones CDF y DZero han encontrado excesos en sus datos que pueden ser interpretados como procedentes de un bosón de Higgs con una masa en la región de 115 a 135 GeV (gigaelectronvoltios, más de 100 veces la masa del protón). El nuevo resultado tiene una probabilidad de ser debido a una fluctuación estadística al nivel de significación conocido entre los científicos como 2,2 sigmas.

Coincidencia con los resultados del LHC

Este resultado se asienta bien dentro de los límites establecidos por las mediciones anteriores realizadas por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), el Tevatron, y otros aceleradores, que ponen la masa del bosón de Higgs en el rango de 115 a 127 GeV.

Asimismo, estos hallazgos también son consistentes con el anuncio de diciembre de 2011 de los excesos observados en ese rango por los experimentos ATLAS y CMS del LHC. Sin embargo, ninguna de las señales anunciadas hasta la fecha son lo suficientemente fuertes para reclamar la evidencia del descubrimiento del bosón de Higgs.

Este nuevo resultado de Tevatron también excluye la posibilidad de que el bosón de Higgs tenga una masa en el rango de 147 a 179 GeV. Los físicos afirman que hay evidencia de una nueva partícula sólo si la probabilidad de que los datos pudieran ser debido a una fluctuación estadística es menor que 1 en 740, o tres sigmas. Un descubrimiento se confirma sólo si esa probabilidad es menor que 1 en cada 3,5 millones, o cinco sigmas.

Los físicos de los experimentos CDF y DZero han realizado este anuncio en la conferencia anual sobre las interacciones electrodébil y teorías unificadas conocida como Encuentros de Moriond, que se celebra esta semana en Italia. Este nuevo análisis utiliza 10 femtobarns inversos de datos de CDF y DZero, el conjunto completo de datos recogidos en 10 años del programa de investigación del Tevatron, lo que supone cerca de 500 billonesde colisiones protón-antiprotón. El acelerador dejó de funcionar en septiembre de 2011.

Tevatron observa indicios del bosón de Higgs consistentes con los del LHC

«Estoy entusiasmado con el ritmo de los avances en la búsqueda del bosón de Higgs. Científicos de todo el mundo de las colaboraciones CDF y DZero han sorteado todos los obstáculos para llegar a esta contribución tan preciosa e importante en la búsqueda del bosón de Higgs», dijo el director de Fermilab, Pier Oddone.

Los bosones de Higgs, si es que existen, son de corta duración y pueden desintegrarse de muchas maneras diferentes. Así como una máquina expendedora puede devolver la misma cantidad de cambio usando diferentes combinaciones de monedas, el bosón de Higgs puede decaer en diferentes combinaciones de partículas. El descubrimiento del bosón de Higgs se basa en la observación de excesos estadísticamente significativos de las partículas en las que se desintegra en lugar de observar el propio Higgs.

Estrategia de búsqueda complementaria

Sólo los colisionadores de partículas de alta energía como el Tevatron y el LHC pueden recrear las condiciones energéticas que existían en el universo poco después del Big Bang. De acuerdo con el Modelo Estándar, la teoría que explica y predice cómo las partículas fundamentales de la naturaleza se comportan e interactúan entre sí, el bosón de Higgs da masa a otras partículas.

Los experimentos del Tevatron y el LHC ofrecen una estrategia de búsqueda complementaria para el bosón de Higgs. Debido a que los dos aceleradores hacen colisionar diferentes pares de partículas y a energías diferentes, produciendo diferentes tipos de fondos, las estrategias de búsqueda son diferentes. En el Tevatron, por ejemplo, el método más poderoso es la búsqueda de un bosón de Higgs que se desintegra en un par de quarks “bottom”, si la masa del bosón de Higgs es de aproximadamente 115 a 130 GeV. Es fundamental observar el bosón de Higgs en diversos tipos de canales de desintegración para confirmar o descartar su existencia.

Participación española en los análisis

“Es un resultado magnífico y complementa de forma perfecta los resultados del LHC” indicó Alberto Ruiz Jimeno, jefe del Grupo de Altas Energías del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, centro mixto CSIC-Universidad de Cantabria). “El LHC ha observado indicios de existencia del bosón de Higgs en su desintegración a dos fotones, mientras en el Tevatron los indicios están en su modo de desintegración más probable, a un par de quarks b-antib. Si no se hubiera obtenido una señal en esta canal, el Modelo Estándar estaría herido pero, una vez más, se manifiesta con fuerza extraordinaria”.

Para Alberto Ruiz, “va a resultar interesante y difícil buscar la brecha en esta teoría que, por otros argumentos cosmológicos y teóricos, sabemos que no puede ser el punto final de la Física. En todo caso, si confirmamos la existencia del bosón de Higgs en torno a 125 GeV, aún tendremos que mostrar si se trata o no del Higgs tal y como lo predice el Modelo Estándar o por el contrario de un Higgs supersimétrico».

El Instituto de Física de Cantabria y la Universidad de Oviedo han liderado un análisis en el canal de producción del bosón de Higgs asociado al bosón W, decayendo en un par de quarks “bottom-antibottom”. Este canal es el más sensible para una masa del bosón de Higgs en la zona en la que se ha observado el exceso de datos. Jesús Vizán ha liderado el análisis, continuación de los realizados por Bárbara Álvarez y Bruno Casal, que hicieron sus tesis doctorales en este campo dirigidos por Javier Cuevas, Rocío Vilar y Alberto Ruiz, investigadores todos ellos del IFCA y la Universidad de Oviedo (Unidad asociada del CSIC al IFCA).

“Con este resultado el Tevatron demuestra una vez más su tremendo potencial, aportando una pieza clave para la resolución de este puzle sobre el origen de la masa de las partículas” afirmó Aurelio Juste, profesor de investigación ICREA en el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) en Barcelona. Previamente coordinador de Física del experimento DZero en Fermilab, desde hace tres años Juste lidera el grupo de trabajo sobre la búsqueda del bosón de Higgs en DZero.

Según Aurelio Juste, “aunque los indicios en el Tevatron son muy sugerentes, en particular puestos en perspectiva dados los resultados del LHC, aún no constituyen una evidencia firme. Estamos empezando a trabajar en la combinación de resultados del Tevatron y del LHC, que se espera en un futuro próximo. En cuestión de meses podemos llegar a obtener respuesta a una de las preguntas más urgentes de la Física de Partículas en los últimos 30 años. Y lo que es más excitante, con ello generar nuevas preguntas”, concluye.

La participación española en Tevatron se concentra en el experimento CDF, un detector donde participan 430 científicos de 58 instituciones de 15 países. Además del IFCA, la Universidad de Oviedo y el IFAE, en CDF participan científicos del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), responsables de uno de los detectores más complejos de CDF, el detector de silicio, participando tanto en la operación como en la monitorización y análisis de datos de esta pieza fundamental para la búsqueda del bosón de Higgs de baja masa y de la asimetría materia-antimateria.

Estos tres centros de investigación forman parte del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010 cuyos principales objetivos son la promoción y coordinación científica de la participación española en proyectos internacionales, el desarrollo de actividades comunes de I+D y la formación e incorporación a los grupos de nuevos investigadores y técnicos. El CPAN pretende consolidar estas actuaciones mediante la constitución de un centro en red de carácter permanente, análogo a los existentes en otros países de nuestro entorno.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Dormir mal puede estar relacionado con problemas en la audición 2 junio, 2025
    Una investigación realizada en China y otros estudios recientes sugieren que las patologías del sueño, como el insomnio, el trastorno del movimiento periódico de las extremidades y la apnea del sueño podrían estar relacionados con la pérdida auditiva.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Un tatuaje electrónico puede leer los niveles de estrés 2 junio, 2025
    Un nuevo tatuaje electrónico portátil y ultradelgado que se coloca en la frente de forma no invasiva monitorea de manera inalámbrica la actividad cerebral, rastrea la carga cognitiva en tiempo real y potencialmente predice la fatiga mental y el estrés antes que se haga evidente.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • ¿El próximo Einstein será un algoritmo? Nace la primera científica artificial que genera conocimiento 2 junio, 2025
    Una inteligencia artificial ha concebido, ejecutado y escrito una investigación original que ha sido aceptada en ACL 2025, uno de los foros científicos más prestigiosos del mundo. Zochi es la primera científica artificial reconocida por la élite.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Crean un "hormigón viviente" que se repara a sí mismo 2 junio, 2025
    Un equipo de investigadores ha desarrollado un tipo de concreto que puede curarse a sí mismo aprovechando el poder del liquen sintético. Mejora notablemente intentos anteriores de producir hormigón "vivo" hecho con bacterias, ya que el nuevo material logra ser completamente autosuficiente.
    Redacción T21
  • El eco cuántico del cerebro: ¿estamos entrelazados con nuestros pensamientos? 2 junio, 2025
    El entrelazamiento cuántico, la "acción fantasmal a distancia" que tanto intrigó a Einstein, podría no ser solo una rareza del microcosmos, sino que tendría un eco medible en los procesos cognitivos inconscientes mediante un aparente fenómeno “supercuántico”.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Un enorme desierto en Asia se está transformando en un vergel gracias al cambio climático 1 junio, 2025
    Los hallazgos de un nuevo estudio muestran que la ecologización del desierto de Thar ha sido impulsada principalmente por más lluvias durante las temporadas de monzones de verano, un aumento del 64% en las precipitaciones en general por el cambio climático y, en segundo lugar, por la infraestructura de riego que lleva el agua subterránea […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La NASA está observando una enorme y creciente anomalía en el campo magnético de la Tierra 31 mayo, 2025
    La NASA está haciendo un seguimiento detallado de la "abolladura" o "bache" en el campo magnético terrestre descubierta en 1961, que crece rápidamente y podría ser el preludio de una inversión geomagnética: ocurre cuando los polos magnéticos norte y sur intercambian posiciones.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Los árboles pueden predecir las erupciones volcánicas 30 mayo, 2025
    La NASA, en colaboración con el Instituto Smithsonian, en Estados Unidos, está desarrollando nuevos métodos para anticipar erupciones volcánicas. Cuando el magma asciende a la superficie libera dióxido de carbono, y los árboles cercanos que absorben ese gas se vuelven más verdes y frondosos. Satélites como Landsat 8 vigilan la vegetación en zonas volcánicas, captando […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los delfines se ponen nombres "en clave" 30 mayo, 2025
    Un nuevo estudio ha identificado que los delfines no solo se dan nombres para reconocerse, sino que además estas denominaciones podrían esconder información secreta o "en clave", que estaría ligada a los sistemas sociales que sustentan el equilibrio de sus comunidades.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Sorprenden a una “estrella araña” devorando a su compañera 30 mayo, 2025
    Una colaboración internacional de astrónomos ha identificado un extraño sistema estelar en el que un púlsar conocido como “estrella araña” devora material de su estrella compañera, en un hallazgo que representa un eslabón perdido en la evolución de sistemas binarios compactos. 
    Redacción T21