El LHC confirma que definitivamente hemos descubierto el bosón de Higgs y (lamentablemente) se comporta exactamente como predice el Modelo Estándar

Una vista impresionante del detector CMS

Dos años después de que el CERN anunciara que había descubierto una partícula que probablemente era una partícula del bosón de Higgs, la gente del Gran Colisionador de Hadrones ahora ha confirmado que la partícula recién descubierta es definitivamente el Bosón de Higgs según lo predicho por el modelo estándar de física de partículas. Por un lado, esto es obviamente una gran victoria para la ciencia, pero por otro lado, habrá muchos científicos que se sentirán decepcionados de que, una vez más, el Modelo Estándar haya resistido otra ronda de inmenso escrutinio. Si esperabas que el bosón de Higgs fuera la partícula extraña que nos llevó hacia las regiones inferiores extrañas y maravillosas de la ciencia más allá del Modelo Estándar: supersimetría, materia oscura, energía oscura, entonces lamentablemente esta no es la partícula que estabas buscando.



Este nuevo estudio, publicado en Nature Physics, es la confirmación del experimento CMS del LHC de que la partícula observada en 2012 se descompone en fermiones. Previamente solo habíamos confirmado que esta partícula se descompuso en bosones . Los bosones son partículas portadoras de fuerza (como fotones y electrones), mientras que los fermiones son partículas portadoras de masa (como protones y neutrones). El modelo estándar predijo que el bosón de Higgs es la partícula que realmente le da a los fermiones su masa, y ahora, al romper protones en el LHC, el detector CMS finalmente ha confirmado que los bosones de Higgs se descomponen en fermiones (quarks inferiores y leptones tau). ( doi: 10.1038 / nphys3005 - “Evidencia de la desintegración directa del bosón de Higgs de 125 GeV a fermiones”)



Peter Higgs (quien propuso el bosón de Higgs), pasando el rato en el LHC

Peter Higgs (quien propuso el bosón de Higgs), pasando el rato en el detector CMS del LHC. La foto en la parte superior de la historia también es el CMS.



Después de este estudio, ahora tenemos la confirmación de que este es el bosón de Higgs según lo predicho por el Modelo Estándar de física de partículas. Se encuentra en la región de masa-energía de 125 GeV, no tiene espín y puede descomponerse en una variedad de partículas más ligeras (pares de fotones, fermiones, etc.). Esto significa que podemos decir con cierta certeza que el bosón de Higgs es la partícula que da masa a ... bueno, todo . “Nuestros hallazgos confirman la presencia del Boson modelo estándar”, dice Marcus Klute de CMS Collaboration. 'Establecer una propiedad del modelo estándar es una gran noticia en sí misma'.

Aquí hay dos conclusiones clave. Primero, es difícil no sentirse un poco decepcionado de que el bosón de Higgs se esté comportando exactamente como se esperaba. Si su camino de desintegración hubiera sido ligeramente diferente, si se uniera a los fermiones de manera ligeramente diferente, entonces se habrían abierto nuevas vías de investigación. Esta confirmación del detector CMS del CERN, sin embargo, reafirma que, una vez más, el modelo estándar se mantiene. Por otro lado, significa que no estamos más cerca de ir más allá del modelo estándar. El modelo estándar no tiene en cuenta la gravedad, la energía oscura y la materia oscura, y algunas otras peculiaridades de la realidad.



El LHC

Y una última foto del detector CMS, con un humano incluido para escalar



Si bien solo podemos adivinar realmente qué causa estas peculiaridades, una de las teorías más populares es supersimetría . La supersimetría postula que cada partícula del Modelo Estándar también tiene una supercompañera (llamada espartícula, lo crea o no) que es increíblemente pesada (lo que representa el 23% del universo que aparentemente está compuesto de materia oscura). Se espera que cuando el LHC vuelva a encenderse en 2015, después de actualizaciones que casi duplicarán su energía de colisión a 13 TeV , que tendrá energía para descubrir estas espartículas. Si eso no funciona, la supersimetría probablemente tendrá que esperar El sucesor del LHC de 60 millas de largo , que ya se está planificando.