Descubren que el bosón de Higgs se desintegra también en fermiones

El experimento ATLAS del CERN ha publicado los resultados preliminares que muestran la evidencia que el bosón de Higgs se descompone en dos partículas Tau. Las Taus pertenecen a un grupo de partículas subatómicas llamadas fermiones, que constituyen la parte visible de la materia. Este resultado -valorado en 4,1 sigma, la escala de 5 puntos que utilizan los físicos de partículas, siendo el 5 sigma el que determina la certeza de un resultado- es la primera evidencia de la desintegración del Higgs a fermiones.

El 04 de julio 2012, los físicos de los detectores Atlas y CMS del CERN anunciaron el descubrimiento de una nueva partícula, que más tarde fue confirmada como el bosón de Higgs.

Para los físicos, el descubrimiento significó el comienzo de la búsqueda para averiguar cuál era la nueva partícula, y si cabía en el Modelo Estándar, nuestro modelo actual de la física de partículas, o si sus propiedades podrían apuntar a una nueva física más allá de ese modelo. Una propiedad importante del bosón de Higgs que los físicos del ATLAS, están tratando de medir es la forma en que este se descompone.

El bosón de Higgs no vive más que un corto período de tiempo y se desintegra en otras partículas. Las distintas posibilidades de los estados finales se llaman modos de desintegración. Hasta ahora, los físicos del ATLAS habían encontrado evidencia que el bosón de Higgs se desintegra en diferentes tipos de bosones gauge, el tipo de partículas elementales que tienen energía. La otra familia de partículas fundamentales, los fermiones, forman la materia. La tau es un fermión y se comporta como un electrón muy masivo.

El mecanismo Brout-Englert-Higgs fue propuesto por primera vez para describir como los bosones gauge adquieren masa. El Modelo Estándar concluye que también los fermiones adquieren masa de esta manera, por lo que el bosón de Higgs podría desintegrarse directamente en cualquiera de los bosones o fermiones. El nuevo resultado preliminar del ATLAS muestra una clara evidencia de que el bosón de Higgs en efecto se desintegra en fermiones, en consonancia con la tasa predicha por el Modelo Estándar.

Este importante hallazgo fue posible gracias a un cuidadoso análisis de los datos producidos por el LHC, (Gran Colisionador de Hadrones), durante su primera fase de proyectos. Sólo con nuevos datos físicos será capaz de determinar si la compatibilidad se mantiene o si otros nuevos modelos son viables. El Gran Acelerador de Hadrones fue apagado a inicios de este año para realizar trabajos de mantenimiento, que se prolongarán hasta finales del 2014, y será encendido nuevamente el 2015 con el fin de que alcance, por primera vez, su máxima potencia. A partir de entonces se espera que produzca varias veces la muestra de datos existente actualmente. Además, las colisiones de protones serán a energías más altas, y la producción de bosones de Higgs a tasas más altas.

El amplio programa de física ATLAS, que incluye medidas de precisión del bosón de Higgs, seguirá poniendo a prueba el Modelo Estándar. Los próximos años van a ser muy emocionantes para la física de partículas, y es que los experimentos del LHC han encontrado un nuevo territorio, y esto nos permitirá empezar a explorarlo.

Para saber más:

- Bosón de Higgs

- Partícula Tau

- Fermión

- Muón

- Mecanismo de Brout–Englert–Higgs

- Experimento ATLAS (en inglés)

Autores del original: Sylvie Brunet, Abha Eli Phoboo

Crédito de las imágenes: Atlas.ch-CERN