El bosón de Higgs vuelve a sorprender: el CERN se prepara para descubrir partículas más allá del Modelo Estándar

La historia del bosón de Higgs aún tiene que ser contada. Ya han pasado casi once años desde que los físicos del CERN confirmaron que habían dado con una nueva partícula cuyas propiedades eran consistentes con las características que atribuían a este peculiar bosón. El 4 de julio de 2012 la humanidad presenció un hito monumental, pero aquel momento no fue el colofón de un proyecto; en realidad fue el primer recodo de un camino en el que solo hemos dado unos pocos pasos.

Hoy los físicos continúan estudiando las propiedades del bosón de Higgs. De hecho, es tan importante conocer un poco mejor esta partícula que los técnicos del CERN han introducido en el LHC, su mayor acelerador de partículas, las modificaciones necesarias para producir varios millones de bosones de Higgs durante los próximos tres o cuatro años.

Actualmente esta máquina opera con un nivel mayor de energía con la esperanza de comprobar, entre otros propósitos, si este bosón es realmente una partícula fundamental. O si, por el contrario, tiene algún tipo de estructura interna. El bosón de Higgs es importante porque nos permite entender cómo adquieren masa las partículas elementales como resultado de su interacción con el campo de Higgs.

Si no existiese este mecanismo el Modelo Estándar, que aún hoy es la teoría de la física más exitosa, no sería válido. No obstante, lo más sorprendente es que los físicos involucrados en los experimentos ATLAS y CMS del CERN han identificado un fenómeno extraño que podría proporcionarles evidencias indirectas de la existencia de nuevas partículas que no han sido predichas por el Modelo Estándar.

El bosón de Higgs es la mejor baza de los físicos para identificar nuevas partículas

Los investigadores que forman parte de los experimentos ATLAS y CMS cooperan desde que se produjo el descubrimiento del bosón de Higgs con el propósito de describir con la máxima precisión posible las propiedades de esta partícula. Una parte muy importante de su trabajo consiste en entender los mecanismos que intervienen en el decaimiento de este bosón debido a que se desintegra para dar lugar a la producción de otras partículas.

El bosón de Higgs desencadena la producción de una colección de partículas virtuales que no pueden ser detectadas de forma directa

Los físicos del CERN sospechan desde que se descubrió el bosón de Higgs que entender bien su decaimiento es muy importante, y los experimentos que han llevado a cabo en los detectores ATLAS y CMS lo confirman. De hecho, han encontrado evidencias de un proceso que provoca que este bosón decaiga en un bosón Z, que es una partícula fundamental que actúa como mediadora en la interacción nuclear débil, y un fotón, que es la partícula elemental que ejerce como mediadora en la fuerza electromagnética.

No obstante, lo más interesante es que el bosón de Higgs no decae directamente en un bosón Z y un fotón; por el camino desencadena la producción de una colección de partículas virtuales que no pueden ser detectadas de forma directa. Y, por fin, llegamos a la parte más sorprendente de este artículo: los físicos del CERN sospechan que algunas de estas partículas virtuales son nuevas partículas que interaccionan con el bosón de Higgs y no han sido predichas por el Modelo Estándar.

Los científicos de ATLAS y CMS han estudiado el decaimiento del bosón de Higgs por separado utilizando los datos recogidos en las colisiones entre protones que se han llevado a cabo durante la última fase de actividad del LHC. La estrategia que han ideado en estos dos experimentos ha sido similar y han llegado esencialmente a las mismas conclusiones, por lo que han decidido unir fuerzas para estudiar de forma conjunta los datos recogidos por el LHC en las colisiones efectuadas entre 2015 y 2018.

Este esfuerzo conjunto es el que les ha permitido encontrar evidencias sólidas del decaimiento del bosón de Higgs en un bosón Z y un fotón, así como de la producción intermedia de partículas virtuales. Lo esperanzador es que según estos científicos la posibilidad de que algunas de ellas sean partículas desconocidas es muy real. Florencia Canelli, que es coordinadora en CMS, asegura que «este estudio es una herramienta muy poderosa que nos ayuda a poner a prueba el Modelo Estándar«. Es posible que la tan ansiada nueva física esté cerca. Crucemos los dedos.

Imagen de portada: CERN

Más información: CERN

En Xataka: Las estrellas de neutrones son uno de los objetos más asombrosos del universo. Sus misterios empiezan a ser resueltos


La noticia

El bosón de Higgs vuelve a sorprender: el CERN se prepara para descubrir partículas más allá del Modelo Estándar

fue publicada originalmente en

Xataka

por
Juan Carlos López

.