Se observa por primera vez el bosón de Higgs en un canal fermiónico (H→ττ)

El LHC del CERN, tanto ATLAS como CMS, observaron el pasado 4 de julio un bosón de Higgs con una masa de 125,7 GeV/c² en dos canales bosónicos de desintegración del Higgs, H→γγ y H→ZZ. En los canales fermiónicos, H→ττ y H→bb, ni ATLAS ni CMS observaron ninguna señal tras analizar 10 /fb de colisiones. Hoy, tras analizar 17 /fb de colisiones, CMS observa por primera vez el bosón de Higgs en un canal fermiónico, H→ττ. ¿Cómo se compara la señal observada con las predicciones del modelo estándar? El valor observado μ = 0,72 ± 0,52 está en buen acuerdo con el valor predicho (μ = 1), aunque todavía no tiene la precisión que esperamos ver la próxima primavera (cuando se analicen unos 30 /fb de colisiones)<(well compatible with SM). Ahora habrá que esperar a los resultados de ATLAS, que casi con toda seguridad confirmará el resultado de CMS. Buenas noticias para el modelo estándar y malas noticias para aquellos físicos que quieren ver cuanto antes nueva física más allá del modelo estándar. Los nuevos resultados se presentarán esta madrugada en la charla de Roger Wolf (CMS Collaboration), “Search for the SM Higgs Boson in Di-τ Final States at CMS,” HCP 2012, 14 Nov. 2012 [slides].

El leptón tau (τ) es el leptón más masivo (3477 veces más masivo que un electrón y 17 veces más que un muón). Además, es el único en el que podemos esperar ver la desintegración del bosón de Higgs en un par de leptones (en el LHC del CERN). El leptón tau es inestable (su vida media son 0,3 billonésimas de segundo) por lo que se desintegra rápidamente. Por ello en los experimentos del LHC no se observan directamente los leptones tau, sino sus productos de desintegración; como indica la figura, un par de taus se observan como dos muones, un electrón y un muón, un muón y un chorro hadrónico, un electrón y un chorro hadrónico o dos chorros hadrónicos. Además, un Higgs se desintegra en dos leptones cuando ha sido producido junto a un bosón vectorial (W o Z). Por ello, el análisis tiene que discriminar entre las desintegraciones en dos leptones tau de un bosón vectorial Z y de un Higgs. Por ello no podemos esperar una resolución en masa para el Higgs en el canal de desintegración en dos taus menor de un 15-20%. Lo que no quita que se pueda tener evidencia de esta desintegración.

No quiero entrar en los detalles del análisis en los diferentes subcanales, pues lo más interesante es la combinación de todos ellos. Como muestra esta figura los resultados son compatibles con las predicciones del modelo estándar (la línea roja en el valor μ = 1). Obviamente, la incertidumbre es grande, pero hay que recordar que en los datos publicados el verano pasado no se veía ninguna señal de la desintegración del Higgs en este canal (como si el Higgs fuera fermiófugo). Ahora la evidencia de la existencia de un Higgs que se desintegra en este canal es indiscutible y solo hay que esperar a que los análisis utilicen un mayor número de colisiones para reducir la incertidumbre.

Habrá que estar al tanto de lo que nos depararán las demás charlas de mañana miércoles 14 de noviembre en Kyoto (HCP2012), sobre el Higgs. Los rumores son que CMS presentará resultados más interesantes que ATLAS y que todo apunta a que el bosón de Higgs observado corresponde a las predicciones del modelo estándar, pero quien sabe, quizás haya alguna sorpresa inesperada. Si te apetece, como siempre, en este blog estarás bien informado de todas las novedades sobre el Higgs.

Por cierto, ATLAS no presentará nuevos resultados en el canal difotónico (H→γγ). Las transparencias de la charla de Marcos Jiménez (ATLAS Collab), “Search for the Higgs boson in the di-photon decay channel with ATLAS detector,” HCP2012, 14 Nov. 2012 [slides]. Una pena, pero hay que recordar que estos análisis son complicados y que es mejor publicar algo habiéndolo hecho bien que arriesgarse con un resultado preliminar. Los rumores son que CMS presentará nuevos resultados en este canal, espero que se confirmen.

17 Comentarios

Participa Suscríbete

tu anciana abuela

En uno de tus posts dominicales tendrías que contarnos a los legos las características de cada uno de los diferentes detectores de LHC.

..por cierto, yo soy, en efecto, de los que -sin ser físico ni cosa por el estilo- de los que “quieren ver cuanto antes nueva física más allá del modelo estándar”

Saludos para todos

planck

Son pésimas noticias para todos los que queremos avances fundamentales en la física. Los rumores apuntan a que CMS anunciará mañana que el exceso en el canal de difotones ha disminuido, ya no habrá dudas de que el Higgs encontrado es el del SM. Por si fuera poco todo apunta a que el Jueves se anunciarán mayores restricciones a la existencia de SUSY que como dice Woid en su último post pondrian a SUSY en el hospital (Woid como es anti-cuerdas y anti-SUSY se alegra sin darse cuenta del enorme daño que puede suponer esto al avance de la física). Esto significa que la física fundamental sigue atascada, y si el LHC no encuentra nada cuando funcione a 13 TeV quizás suponga el fin de la física de partículas por lo menos la era de los grandes aceleradores… incluso pienso que el ILC podría correr peligro en el actual entorno de crisis económica y miles de físicos teóricos y experimentales se irán a la calle. Hace 4 años construí un blog modesto llamado revolucioncientifica.com cuyo título estaba inspirado en la creencia de que el LHC iniciaría una revolución en la física, hoy esto tristemente no está nada claro… Por supuesto aún hay que esperar, pero a medida que se acumulan más datos las probabilidades de ver algo van cayendo y con respecto a los demás problemas de la física y la cosmología todo sigue igual sin avances importantes… por el bien del futuro de la física espero que esta situación cambie en los próximos años.

amarashiki

Bueno, la verdad es que SUSY, superstrings y M-theory van a quedar muy tocadas, pero no refutadas ojo, con lo que se avecina en los próximos 3 días, sobre todo si lo que me cuentan mis fuentes también es verdad… No obstante juegan con un espacio de parámetros tan grande que algunos modelos aún sobrevivirán. Pero estoy de acuerdo, el escenario pesadilla es lo más probable a día de hoy a no ser que algo aparezca que permita ilusionarnos con encontrar algo nuevo. No se ve nueva Física por ningún lado casi, y eso es casi alarmante para muchos que han estado vendiendo la moto años. Si el desierto entre la escala electrodébil y la escala GUT existe será un problema entenderlo…Como lo fue el resultado negativo del experimento Michelson-Morley.

Yo siempre he tenido esperanza en los neutrino telescopes/beams y en el mítico muon collider (si se construye) más que en el LHC o el ILC desde que me hice a la idea que las cuerdas tampoco solucionan problemas como la constante cosmológica. Aunque me desconciertan los resultados tan “oscuros” de IceCube en el sector de neutrino PeV/EeV… Aunque algunos sospechan que pueda ser por los modelos de producción de neutrinos de ultra alta energía, y no por la propia teoría electrodébil.

Si todo esto se confirma…Habrá que hacerse a la idea de pasarse a la Astronomía/Astrofísica … Al menos, mientras pensamos o averiguamos si el problema es que hasta la escala del heavy neutrino (GUT?) no hay nada… Aunque eso no está exento de problemas. En la propuesta de Shaposhnikov no tengo claro aún ni cómo evita que el Higgs reciba correcciones a la masa incontrolables, ni como se explica la constante cosmológica, entre otras cosas…Así que que hay que irse preparando para el escenario pesadilla…O al menos contemplarlo más seriamente que lo que se hacía hasta ahora…

Siempre me llamó la atención que alguien como Murray Gell-Mann se pasara a la física de la complejidad hace algunos años, justo al poco tiempo de entrar a la facultad, Gell-Mann hizo sus últimas aportaciones (asistí a una charla suya sobre el strong CP problem) a la Física de partículas. Con el nuevo siglo, ya Murray decidió dedicarse a cuestiones de la complejidad de las que ya hablaba en su libro El Quark y el Jaguar: aventuras de lo simple y lo complejo.

En resumen, todo apunta, de momento a:

1) No nueva Física en la escala TeV accesible del LHC, quizá sólo anomalías ajustables al SM.

2) SUSY, superstrings muy constreñidas en sus parámetros.

3) Un bosón de Higgs consistente un SM Higgs “mínimo”.

Sin embargo, no seamos tan negativos. La ausencia de nueva Física a estas escalas también arroja problemas y retos teóricos:

1) ¿Qué estabiliza el Higgs?
2) ¿Qué explica la anomalía del momento magnético del muón?
3) ¿Hay asimetrías en la física del top que no entiendan en términos del SM?

Yo creo que si todo esto se confirma, habrá que repensar muchas cosas, y eso, antes o temprano, creará un avance. El LHC es un gran instrumento. Sería muy desagradable que sólo se encontrara el Higgs, aunque es una posibilidad que el LHC sólo sea capaz de ver Higgses y procesos “top”-quark que arrojen pistas sobre lo que está pasando…

Fer137Fer137

Planck y amarashiki, hay otra forma de verlo. Si la Naturaleza es asi no es una pesadilla, es lo que hay. Si el SM sigue siendo correcto en el LHC tambien es positivo.

http://motls.blogspot.com.es/2012/07...ies-is.html

“It would have been much more cool if we observed something that didn’t make any sense! It’s a nightmare scenario. And so on. We have heard lots of similar propositions. I fundamentally disagree with all this stuff.

Instead, I agree with Gordon Kane and others who say – something that shouldn’t really be controversial, I think – that as long as scientists think and feel as scientists, they are happy when they learn a new thing. And they only truly learn it once the clues really start to make sense, once the ideas start to converge, and when the doors start to close.

Most of a researcher’s life may be spent in the state of confusion. But I don’t think that it’s an extraordinary privilege or an exciting adrenaline sport to be confused. When you ask a sufficiently abstract, ambitious, or detached question, you may easily get confused. There’s nothing fantastic about the feeling of confusion. If you can’t live without that feeling, it’s easy to maneuver yourself into it. What’s fantastic is when you discover something – or at least when you share the experience of someone else’s (or collective) discovery. That’s the rare feeling. That’s the feeling that a scientist as I understand him dreams about.

The confirmation of a theory that makes sense is a canonical example of great news in science. The uncertainty decreases and we’re learning new things. That’s why we’re doing science! I can’t possibly understand how someone claiming to like science could be frustrated by such an event.


The people mentioned at the beginning (and others) tend to say that it’s much cooler when experiments find something that no theorist expected and no theorist is ready to explain. Well, I don’t find such situations too cool; in fact, I think that the main class of people who find it cool are the people who have never discovered anything and who are happy to see that some/most discoverers seem to be losers, too. These folks don’t really care about science much; they prefer their ego.

If some new observations really differ from everything that everyone is able to explain in a foreseeable future, people won’t believe the observations, anyway. And even if it is acceptable enough so that people believe it, such observations will probably remain puzzling for quite some time. Confusion persists and Nature doesn’t allow science to make progress – it doesn’t allow science to reduce the level of confusion.

Alberto RuizAlberto Ruiz

Indudablemente, es un momento dorado para la física y lo va a seguir siendo durante los próximos años. Ahora toca hacer medidas finas, de precisión, además de esperar nuevas sorpresas, que aún pueden llegar.
Pero la medida de precisión es fundamental y estamos en ello. LHC puede hacer mucho en la física del Higgs y top, por ejemplo,y, así lo creo yo, las medidas más finas y precisas se harán con un colisionador leptónico, el ILC.
No hay que ser pesimistas,sino al contrario, se abren grandes expectativas

planck

Fer, tienes toda la razón, mi comentario fue un poco una “pataleta” debido a que no se presentaron los resultados que yo quería (y eso que sabía que era lo más probable) pero esta actitud es absurda e incluso egocéntrica, la Naturaleza es como es y el objetivo de la física es estudiarla y disfrutar de cada nuevo conocimiento adquirido no hacerse ideas sobre como me gustaría que fuese y luego esperar que los resultados corroboren mis ideas.
Además como dice amarashiki no sirve de nada ser pesimista y no está fundado serlo, la ciencia tiene muchos frentes abiertos y los avances pueden venir por cualquiera de ellos.

alberto ruizalberto ruiz

bueno,francis
no es que lo hayamos observado,porque no hay sensitividad. lo que pasa es que hay un ligero exceso que va en la direccion del SM

emulenewsemulenews

Cierto, Alberto, el título es sensacionalista… quería llamar la atención de los lectores (como habrás notado he omitido a propósito el número de sigmas asociado al resultado para que no se me viera el “plumero”). Mi idea era ir llamando la atención hacia los nuevos resultados sobre el Higgs que se publicarán en el HCP2012. Espero que los lectores más rigurosos sepan perdonar mi desliz…

Un título más correcto y fiel a la noticia sería “Se observa por primera vez una señal del bosón de Higgs en un canal fermiónico (H→ττ) en el LHC del CERN,” ya que ya se observó una señal en el canal fermiónico H→bb en el Tevatrón del Fermilab, pero me resultó un poco largo…

amarashiki

Es el problema de la inmediatez en la propagación de las noticias y de la naturaleza humana de los blogs. Al final, somos humanos. Aunque, deberíamos cuidarnos de este tipo de cosas, y más por los tiempos que corren Francis.

Yo no suelo criticarte demasiado, pero aquí sí que lo gustaría hacerlo por una vez porque tú mismo acabas de confesar haber caido en ese sensacionalismo del que deberíamos huir, aunque entiendo muy bien que es porque estas noticias a ti te gustan mucho y que tengas “coartada”.

Por otra parte,…No creo que los expertos o gente que está acostumbrada a ver los plots brasileños hayan caido en el error de “ver” un Higgs con esos plots de arriba, pero sobre todo por lo que se juega la Física los próximos meses y años deberíamos cuidar cómo contamos las cosas. Yo entiendo que tú blog tiene audiencia planetaria, PERO por eso me gustaría pedirte, de físico a físico, que tengas cuidado con los titulares relativos a este tipo de noticias inmediatas. No debemos ser como el Hola de la Ciencia…Podemos hacerlo mejor, y ser algo más rigurosos. Tú mismo lo has hecho bien en otras ocasiones…Sabes también que a los físicos no nos interesa otro OPERA affair, ni explicar cosas que puedan dar lugar a confusiones, aunque es difícil con la cantidad y tipología de los datos de cada experimento…Sin embargo, no deberíamos estar tentados de contar las noticias como hacen el los periodicos digitales o en los telediarios.

PabloPablo

En respuesta a Amarashiki, y con todos mis respestos, este blog es de Francis, lo hace por gusto, y si le sale un título sensacionalista porque le parece que es oportuno o porque hace un buen día o porque le viene en gana, pues lo hace, y ya está y no tiene que pasar nada. Creo yo, vamos…

amarashiki

Pablo, creo que no has leído bien mi comentario, estimado clon… Francis aquí hace lo que quiere, es su blog, pero eso no quita de que yo pueda comentar algo que me parece sensato. No he dicho, si lees, que no lo haga…Sino que sea más cuidadoso y preciso, que para algo somos usuarios del método científico. Un blog de divulgación científica debe cuidarse mucho de cómo cuenta las cosas.

Cuando era joven, me desilusionaba leer cosas imprecisas o mal en las llamadas “revistas de divulgación científica española”…Y jamás olvidaré que incluso una MUY famosa y entonces la primera o principal revista de divulgación científica en España llegó a publicar un artículo en el que decía que la luz era un “gas de protones”. Resultado, yo no volví a leerla desde entonces. Y no me arrepiento. Una revista y un artículo en una revista de divulgación no debe confundir o dar información errónea. Por supuesto, este no es el mismo caso, pero las imprecisiones de un día pueden ser los errores de otro. La tarea de Francis no es sencilla como bien sabe él y todos sabemos, pero eso no quita de que le recordemos que sea cuidadoso incluso con las cosas que a él le chiflan, como a otros nos gustan otras cosas. Simplemente era eso, no un reproche. Aunque veo que aquí hay mucha gente a la mis comentarios les sientan mal, incluso cuando no va con ellos la cosa.

MarinaMarina

Bueno, no se me pongan así, tristones. El hecho de descubrir el bosón de Higgs era bueno para asegurarnos que el SM, el modelo estándar de la Física es correcto, pero ocurría que era un bosón “chapuza” precisamente por ser fermiófugo, siendo los fermiones los que imbrincan la materia y por eso quizá no se presentó con la alegría la noticia. Era lógico esperar que los físicos encontrasen quizá no un bosón sino una familia de tipo Higgs que diese en primer lugar satisfacción a esta incógnita. Alégrense si es cierta esta noticia, porque ya podemos hablar de la existencia de un bosón de Higgs en toda regla.
Y respecto de las teorías de cuerdas, SUSY, teoría unificada M, gravedad cuántica, de tener que ser postergadas sólo nos indica que la explicación es aún mucho más extraña pues siempre quedará la cuestión de que al menos necesitamos cuando menos de otro universo con el que interactúan las partículas para explicar éste que podemos observar.

MarinaMarina

Una observación, porque tampoco voy a dejar pasar una tal y como hace Amarashiki.
Alguién sistemáticamente califica mis comentarios de manera negativa.
Voy a ser generosa y justificar que en este no ha gustado el que yo proponga la existencia de dos universos simétricos espejo o tal y como dije aquí otro universo con el que interactúan las párticulas.
Ese alguien que de la cara y lo rebata, que es lo coherente, lo ético y lo científico.

Mire antes de votar en contra rebátame esta propuesta si es usted hombre y es usted científico.
Y ándese con ojito, y calibre bien su respuesta que voy a estar muy atenta. Y en ella me tiene usted que demostrar algo bien contrastado en ciencia:

Si usted, genera una fuente de neutrones lentos por haber sido sometidos a una técnica de ultrafrío, es decir, a muy baja temperatura y aplica y la hace pasar a dicha fuente por un campo magnético de alta energía, algunos neutrones desaparecerán y, luego, volverán a aparecer. Y, la cantidad de esos neutrones que desaparecen depende de la orientación relativa del campo magnético en interacción con la fuente de neutrones lentos o de baja energía.

Qué está pasando con este evento que no sabemos interpretar y qué implica esto para la Física. Se manifiesta algo que no se comporta a ninguna predicción ni esta dentro de los cálculos físicos, pues tal y como señalan dos de los investigadores, cuyas referencias pondré a continuación, si lo que sabemos no puede explicar este fenómeno, seguramente la explicación de este fenómeno está en lo que no sabemos.

Así que ya le veo yendo listo.

RamiroRamiro

Alguien podría explicarme exactamente a que se refiere “El desierto entre la teoría electrodébil y la GTU”

Desgraciadamente todo lo que he leído al respecto es por demás sensacionalista y sí es lo que realmente me imagino es aterrador.

¿Sí el desierto llegase a ser una realidad? ¿De que otro tipo de experimentaciones nos podemos valer para encontrar física fundamental?

emulenewsemulenews

Ramiro, se llama “desierto” a la idea de que el modelo estándar es válido hasta la escala GUT, sin ninguna nueva partícula y ninguna nueva ley física en más de 12 órdenes de magnitud de energía (que es una barbaridad). Yo hablé brevemente en “El desierto que acojona a los físicos teóricos, Moisés y la supersimetría.” En esta figura puedes ver (en negro) lo que es el desierto.

¿Aterrador? No. El desierto es como cuando decían a finales del s. XIX que ya se había acabado la física y solo quedaban algunos detalles (y luego apareció la relatividad y la cuántica), o cuando lo decían a finales de los 1920, o cuando lo dijo Hawking a finales de los 1970. Lo que es obvio es que no sabemos qué es la materia oscura y que es necesaria nueva física (nuevas partículas o nuevas leyes). Además, hay muchísimas otras cosas que el modelo estándar no explica y que habrá que explicar. Esta década será una de las más interesantes del s. XXI y este siglo promete muchas sorpresas.

MarinaMarina

Muy bien dicho, Francis.
A Max Planck se le anima a que estudie matemáticas porque se consideraba la física estaba finalizada y el no solo opto por la física sino que tenemos a uno de los padres de la cuántica.
Porque tal y como apuntas la materia oscura está sin determinar.
Y los agujeros negros, también están sin determinar porque en ellos tanto la RE como la cuántica nos llevan a explicaciones absurdas.
El CERN tiene que probar la Teoría del big bang, no sabemos aún que pasó en el conocido como “tiempo de Planck”.
Económicamente ha sido un éxito cada gota de sudor dejada en él por todas las indudables ventajas, hallazgos y aplicaciones que se han derivado. Encontrar y confirmar la existencia del bosón de Higgs un sueño sin parangón en la historia de la humanidad.
Porque el CERN nació para dar una lección al mundo de que por encima de ideologías, creencias, religiones, guerras, los hombres son capaces de reunirse y trabajar en un proyecto común en PAZ.

MarinaMarina

Nadie se atreve a decirlo pero el universo es lógico y esa lógica se puede estudiar por las matemáticas. En el fondo todo es Información y Espacio y todo lo demás una ilusión, un reflejo de las características y propiedades que la información confiere a un campo.

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>