Más allá del bosón de Higgs del modelo estándar

Por Francisco R. Villatoro, el 3 diciembre, 2014. Categoría(s): Bosón de Higgs • Ciencia • Física • LHC - CERN • Noticia CPAN • Noticias • Physics • Science

Dibujo20141105 decay - production - higgs boson - cms lhc cern

A día de hoy todos los resultados sobre el bosón de Higgs son compatibles con la partícula asociada al campo de Higgs responsable de la rotura de la simetría electrodébil en el modelo estándar. Pero, por supuesto, hay mucha física asociada al Higgs que aún no hemos explorado. El año próximo se inician las colisiones a 13 TeV en el LHC del CERN, lo que incrementa en un factor entre 2 y 4, según el canal, la tasa de producción de Higgs respecto a las colisiones a 8 TeV de 2012. Para interpretar los nuevos resultados sobre la física del Higgs se puede usar una teoría de campos efectiva (EFT), pero contiene muchos parámetros y medirlos todos a va ser muy difícil. Aún así, las sorpresas podrían aparecer en cualquier momento.

Los interesados en más información sobre la física del Higgs más allá de modelo estándar disfrutarán de las charlas del «BSM Higgs Workshop @ LPC,» Fermilab, 3-5 Nov 2014. Las transparencias (pdf) están disponibles en esta web.

Dibujo20141105 decay - production - higgs boson - atlas lhc cern

Las medidas actuales de los acoplos del Higgs a las demás partículas tienen una gran incertidumbre (en los mejores casos por encima del 10%). Reducir esta incertidumbre acumulando colisiones en el LHC tiene un límite, impuesto por lo «sucias» que son las colisiones protón contra protón a alta energía.

Dibujo20141105 rations higgs couplings - atlas simulation - e feng

Una simulación preliminar de las futuras colisiones a 14 TeV c.m. con una luminosidad total de 300 y 3000 inversos de femtobarn nos indica que, en el mejor de los casos, los cocientes entre acoplos podrán ser determinados con una precisión de un 2%. La fuente de esta tabla es Eric Feng (on behalf ATLAS & CMS), «Higgs Coupling Prospects at the LHC with ATLAS & CMS,» BSM Higgs Workshop, Nov 3, 2014 [pdf slides].

Dibujo20141105 cp-violating hvv interactions - a whitbeck

Tampoco se puede descartar que la física del Higgs viole la simetría CP (necesaria para la asimetría materia-antimateria primordial). La asimetría tiene que ser muy grande para que pueda ser observada por el LHC en los próximos años. Nos lo cuenta Andrew Whitbeck (on behalf ATLAS & CMS), «Higgs J/CP projections for Run2 and HL-LHC (ATLAS+CMS),» BSM Higgs Workshop, Nov 3, 2014 [pdf slides].

La teoría del bosón de Higgs predice todas sus propiedades con extrema precisión, pero los experimentos sólo nos permiten observar algunas de dichas propiedades y sólo con una incertidumbre bastante alta. Por ello tenemos que seguir estudiando la física del Higgs. A todos los físicos nos gustaría que se observara alguna anomalía, alguna desviación respecto a las predicciones teóricas. En su caso sería un indicio firme de física más allá del modelo estándar. Una ventana al más allá… El estudio de la física del Higgs en los próximos años será apasionante.



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Por Francisco R. Villatoro, publicado el 3 diciembre, 2014
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