Científicos israelíes de la Universidad de Tel Aviv han alcanzado nuevos conocimientos sobre el comportamiento de la partícula del bosón de Higgs (comúnmente conocida como la “partícula de Dios”) en un nuevo estudio, según anunció la universidad.
El bosón de Higgs es una partícula que, según la teoría, es la responsable de que las partículas se agrupen para formar estrellas, planetas y otros cuerpos. Los investigadores están estudiando la desintegración del bosón de Higgs en un par de partículas elementales llamadas quarks encanto.
El estudio se ha llevado a cabo como parte del experimento ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del centro de investigación CERN por el profesor Erez Etzion y los estudiantes de doctorado Guy Koren, Hadar Cohen y David Reikher de la Escuela de Física y Astronomía Raymond y Beverly Sackler de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Tel Aviv. El profesor Eilam Gross, del Instituto Weizmann de Ciencias, colaboró con el equipo de investigación.
El “encanto” es uno de los seis “sabores” o tipos de quarks del Modelo Estándar de la física de partículas. Los quarks se dividen en tres “generaciones” diferentes. La primera generación contiene quarks con las masas más pequeñas: “arriba” y “abajo”. La segunda generación, con masas mayores, contiene los quarks “encanto” y “extraño”. La tercera generación contiene los más pesados, los quarks “top” (verdad) y “bottom” (belleza).
El bosón de Higgs es una partícula elemental relativamente pesada y puede crearse en colisiones entre protones, siempre que la energía del acelerador sea lo suficientemente alta. “Es interesante investigar en qué tipos de partículas decae el bosón de Higgs, y con qué frecuencia decae en cada tipo de partícula”, dijo Koren en un comunicado de prensa. “Para ayudar a responder a esa pregunta, nuestro grupo está tratando de medir la velocidad con la que el bosón de Higgs decae en partículas llamadas ‘quarks encanto’”.
Koren subrayó que esta no es una misión sencilla. “Es un proceso muy raro: sólo una de cada miles de millones de colisiones termina con la creación de bosones de Higgs, y sólo el tres por ciento de los bosones de Higgs que surgen decaen en quarks encanto”, dijo Koren. “Además, hay otros cinco tipos de quarks, y el problema es que todos ellos dejan firmas similares en nuestros detectores. Así que incluso cuando este proceso tiene lugar, nos resulta muy difícil identificarlo”.
Los investigadores aún no han identificado suficientes desintegraciones de los bosones de Higgs en quarks encanto para medir la tasa del proceso con la precisión estadística necesaria, pero han encontrado datos suficientes para afirmar cuál es la tasa máxima del proceso con respecto a las predicciones teóricas.
El estándar de oro de la física de partículas es de cinco desviaciones estándar, también conocidas como cinco sigma, lo que significa que hay aproximadamente una posibilidad entre 3,5 millones de que la medición sea una coincidencia estadística.
Si se comprueba que la tasa de desintegración es superior a la prevista, podría constituir un importante indicador de “nueva” física o de expansiones del Modelo Estándar. Los científicos han llegado a la conclusión, con una certeza estadística bien definida, de que “no hay ninguna posibilidad” de que la tasa de desintegración sea superior a 8,5 veces las predicciones teóricas, ya que se habrían observado suficientes desintegraciones de este tipo como para medirla si así fuera.
El descubrimiento de la nueva partícula allana el camino para la búsqueda de partículas más pesadas del mismo tipo, con uno o dos quarks encanto sustituidos por quarks bottom, que podrían tener una vida mucho más larga que cualquier hadrón exótico observado anteriormente.
