Según John Ellis, las colisiones del LHC en 2011 favorecen un Higgs con espín cero

Los genios tienen algo que no tienen los demás, se hacen preguntas que sorprenden hasta al más pintado. ¿Se puede estudiar el espín del bosón de Higgs en los datos del LHC incluso sin aún haberlo descubierto? John Ellis se ha hecho esta pregunta y la ha contestado de forma afirmativa en un nuevo artículo en arXiv. Esto es importante porque no basta con descubrir en el LHC una partícula que parezca ser el bosón de Higgs, hay que demostrar que es el bosón de Higgs del modelo estándar. Para ello, una vez descubierta esta partícula, hay que estudiar sus propiedades en detalle y verificar que son las que predice el modelo estándar. Gran parte de este trabajo se puede adelantar incluso sin haber descubierto la partícula; aunque no se pueden estudiar todas sus propiedades, Ellis y Hwang nos demuestran que se puede estudiar el espín del Higgs. El modelo estándar predice que el Higgs tiene espín cero, pero un primo del Higgs (una partícula que haga el papel del Higgs pero que no sea el Higgs del modelo estándar ) podría tener espín uno o incluso dos. Los excesos observados alrededor de 125 GeV en el canal difotónico (H→γγ) no pueden ser explicado por una partícula de espín uno; Ellis y Hwang han calculado lo que tendría que observarse en dicho caso y difiere por completo de lo mostrado por ATLAS y CMS. ¿Puede ser debido a una partícula de espín dos? Ellis y Hwang han calculado la desintegración en el canal H→WW en dicho caso y han observado que no es imposible, pero es muy poco probable que lo observado en ATLAS y CMS sea debido a un Higgs de espín dos. Por tanto, por ahora, todas las colisiones del LHC en 2011 indican que el Higgs (o la partícula responsable del exceso alrededor de 125 GeV que se ha observado) es una partícula de espín cero. Ellis y Hwang proponen que análisis similares en otros canales (H→ZZ→4l) podrían reducir aún más la probabilidad en contra de una partícula con espín dos. Por ahora, todo indica que si el exceso a 125 GeV corresponde a un bosón de Higgs entonces es un partícula escalar (con espín cero) como predice el modelo estándar mínimo. Este interesante artículo es John Ellis y Dae Sung Hwang, “Does the `Higgs’ have Spin Zero?,” ArXiv, 29 Feb. 2012.

Hablando del Higgs hay que recordar que mañana se inicia la conferencia de física de partículas más importante y más interesante hasta este verano, Moriond 2012 (EW indico y QCD indico), que finalizará el siguiente sábado día 10. ¿Qué podemos esperar de Moriond en relación al Higgs? Hace un mes, mi deseo y el de muchos era que se publicara la combinación oficial ATLAS+CMS para la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC con 7 TeV c.m. Sin embargo, todo indica que dicha publicación no verá la luz en Moriond y quizás nunca. Por lo que parece, los posibles beneficios de dicha combinación no justifican el coste de los recursos necesarios para obtenerla (esta opinión ha aparecido en varios foros, como en “Mini Higgs Update,” viXra log). La agenda del LHC para 2012 incluye obtener unos 5/fb de colisiones a 8 TeV c.m. para principios de junio, lo que permite la publicación en el ICHEP 2012, a principios de julio, análisis de la búsqueda del Higgs en ATLAS y CMS a 3 sigma (la sección eficaz de producción del Higgs crece como un 30% a 8 TeV respecto a 7 TeV), lo que hace innecesaria la combinación ATLAS+CMS. Así que nos tendremos que conformar con el trabajo oficioso de Philip Gibbs en viXra.

Como suele ser habitual, los días anteriores a una conferencia como Moriond 2012 aparecen en arXiv muchos artículos que anticipan los resultados que se presentarán. Por ejemplo, los resultados del Tevatrón, tanto de CDF II y DZero, para la masa del bosón W, un parámetro clave en los análisis de precisión electrodébil, incluída la búsqueda del Higgs. DZero Collaboration, “Measurement of the W Boson Mass with the D0 Detector,” ArXiv, 1 Mar 2012, nos ofrece para la masa del bosón W el valor M = 80375 ± 23 MeV; este valor hay que compararlo con M = 80387 ± 19 MeV obtenido por CDF Collaboration, “Precise measurement of the W-boson mass with the CDF II detector,” ArXiv, 1 Mar 2012. El nuevo valor oficial que combina ambos valores es M = 80387 ± 17 MeV como nos indican en Tona Kunz (Femilab), “World’s best measurement of W boson mass points to Higgs mass and tests Standard Model,” Press Room, March 2, 2012; este resultado tiene un error del 0,02%.

Moriond 2012 promete ser una conferencia interesante y yo trataré de destacar los resultados, en mi opinión, más relevantes que se hagan públicos en ella.

2 Comentarios

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planck

Otra indicación más en la dirección que indica que por fin el Higgs ha sido “cazado”. Creo recordar que los datos acumulados en 2011 que apuntan al Higgs de 125 GeV indican una tasa de desintegración del Higgs que es el doble de lo predicho por el SM ¿Estaremos hablando del Higgs del SM? Lo sabremos con los datos de las nuevas colisiones del 2012

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