El Higgs podría descubrirse gracias al roce de dos protones que no lleguen a chocar

Por Francisco R. Villatoro, el 25 junio, 2009. Categoría(s): Bosón de Higgs • Ciencia • Física • LHC - CERN • Noticias • Physics • Science ✎ 2

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Las partículas elementales no están desnudas. Según la mecánica cuántica, están rodeadas de nubes de partículas virtuales. Existir existen pero no pueden ser detectadas individualmente. ¿Qué pasa si dos nubes de partículas virtuales se rozan sin chocar? Se pueden producir otras partículas igual que cuando chocan dos partículas, pero su choque será mucho más limpio. Un bosón de Higgs de poca masa será muy difícil de detectar en el LHC del CERN. Las colisiones entre protones generan tal explosión de partículas que encontrarlo será como encontrar una aguja en un pajar. Sin embargo, si se rozan las dos nubes de partículas virtuales de cada protón, podrían generarse bosones de Higgs muy limpiamente (unos cientos al año en el LHC). Así lo han propuesto físicos del Fermilab que han logrado generar mesones charmonium (formados por pares de quarks encantado y antiencantado) gracias a dichos roces. El artículo técnico es (otro paper más de Aaltonen) T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration), “Observation of Exclusive Charmonium Production and γγ → μ+μ- in pp Collisions at √s = 1.96 TeV,” Phys. Rev. Lett. 102: 242001, 19 June 2009 (ArXiv preprint). Muchos se han hecho eco de este artículo, como “A Higgs Boson without the Mess,” Physical Review Focus, 24 June 2009, traducido al español por César en “Un bosón de Higgs, pero sin el barullo,” Experientia docet, 25 junio de 2009. Os extraigo el primer párrafo [c&p] para que os animéis a leerlo.

“Los físicos de partículas del Large Hadron Collider (LHC) del CERN esperan descubrir el bosón de Higgs entre el barullo de partículas que se generen en las colisiones protón-protón. Los resultados que se publican en el número del 19 de junio de Physical Review Letters muestran que hay una forma de eliminar parte de ese barullo. Un experimento en el colisionador protón-antiprotón Fermilab (Illinois, EE.UU.) ha identificado un proceso poco frecuente que produce materia a partir del intenso campo de la fuerza nuclear fuerte pero que deja intactos al protón y al antiprotón. Existe una posibilidad de que la misma interacción básica les permita a los físicos del LHC tener una visión más clara del Higgs.”



2 Comentarios

  1. A fin de cuentas definir choque no es más que un convenio teniendo en cuenta que los protones no tienen forma definida aunque se pueda calcular su radio medio no deja de ser un convenio sobre su sección eficaz de la interacción en cuestión 😛

    Pero supongo que para facilitar la tarea de su descubrimiento tiene que darse una interacción fuerte pero que no produzca la aniquilación de los protones. Esto es muy jodido porque la sección eficaz para la interacción fuerte es jodidamente pequeña. Por eso lo usual es que se dé el caso del diagrama primero, es decir, interacción débil a distancia relativamente grande para la fuerte…

    Qué cositas.

    1. MiGui tienes razón. Realmente no sabemos cómo está compuesto un protón. Sabemos que lo forman 3 quarks de valencia y un “mar” de pares quark-antiquark y gluones virtuales que no contribuyen a las propiedades “medibles” del protón. Las llamadas funciones de estructura, medidas experimentalmente, nos dicen aproximadamente cómo es la estructura interna del protón. Se conocen mejor las funciones de structura de los quarks de valencia que del resto (por razones obvias). Por ello, cuando se suele hablar de colisones protón-protón se suele hablar de colisiones entre quarks de valencia (por ello en el Tevatrón donde los haces protón-antiprotón alcanzan en el centro de masas 2 TeV en realidad las colisiones más energéticas observadas han alcanzado un récord de 1 TeV y no más, la mayoría de las colisiones son mucho menos energéticas). En el articulo comentado en la entrada se consideran colisiones que no involucran quarks de valencia, he ahí la novedad.

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