Tommaso Dorigo ha impartido una charla hoy en el LHC Days titulada «Top at Tevatron.» Tommaso nos resumió su charla el viernes pasado en su blog «How Important Is To Know The Value Of The Top Quark Mass?,» A Quantum Diaries Survivor, October 1st 2010. Ayer lunes también nos resumió/trasncribió en directo la interesante charla de Guido Altarelli, «LHC Physics in the SM and Beyond,» LHC Days, 4th October 2010, en su entrada «Altarelli: «Approximately Impossible» That LHC Fails,» A Quantum Diaries Survivor, October 4th 2010. Permitidme que os traduzca al español algunos pasajes (aunque debo recomendar la lectura del original en inglés, mucho más completo).

«¿Cuál es el estado de la física de partículas hoy en día? Todo el mundo está convencido de que el Modelo Estándar (SM) es una teoría efectiva que comprende la cromodinámica cuántica y la teoría electrodébil con ruptura espontánea de la simetría gracias al mecanismos de Higgs. El SM una teoría bien apoyada por los datos y que permite realizar cálculos con precisión gracias a que es renormalizable. Sin embargo, el SM no es una teoría satisfactoria, presenta divergencias cuadráticas a alta energía y no explica la gran diversidad de masas de las partículas que conocemos. Todos estos problemas del SM se muestran en el sector de Higgs, por ejemplo, las divergencias dependen de la masa del Higgs. El problema es que del sector de Higgs no se sabe casi nada. Las búsquedas directas en el LEP II y en el Tevatrón indican que su masa es inferior a 186 GeV/c², si el bosón de Higgs es un doblete de isospín débil,» el más sencillo posible, también llamado Modelo Estándar Mínimo. 

«¿Se pueden corregir los problemas del Modelo Estándar sin el bosón de Higgs? En la escala de energías alcanzable en el LHC (la escala de los TeV) el SM predice violaciones de la unitariedad» (que garantiza que las probabilidades cuánticas no sean negativas) «y el bosón de Higgs es fundamental para garantizar que dichas violaciones no se produzcan. Si no hay Higgs, tiene que haber física más allá del SM en la escala TeV que elimine estas violaciones. En este sentido, el problema más importante que se tiene que resolver en el LHC es ¿qué es lo que preserva la unitariedad? Puede ser el bosón de Higgs, nuevos bosones vectoriales W’ o Z’, otras partículas, etc. Un bosón de Higgs permite que el SM sea válido hasta la escala de Planck solo si su masa en reposo es mayor de 128 GeV/c² e inferior a 180 GeV/c².»

«¿Es posible que el bosón de Higgs no se encuentre en el LHC? Guido se refiere a la solución del mecanismo de ruptura de la simetría electrodébil. Parece poco probable que así sea ya que el rango de energías que estudiará el LHC es muy amplia. Por ejemplo, un bosón de Higgs con un masa mayor de la observable en el LHC llevaría al colapso de la teoría de perturbaciones y sería muy difícil de conciliar con los tests de precisión electrodébil actuales.»

«¿Supone encontrar el Higgs el fin de la física de partículas? No, porque el SM tiene otros problemas conceptuales, como la inclusión de la gravedad cuántica, el problema de la jerarquía de masas, el rompecabezas del sabor (la existencia de tres familias de partículas), la ausencia de candidato para la materia oscura, la bariogénesis y la violación de la simetría CP, y muchos otros defectos conceptuales. Además, hay que estudiar si la Naturaleza hace uso de la supersimetría (SUSY), las fuerzas de technicolor, dimensiones extra del espacio-tiempo, etc. En opinión de Guido, todo apunta a la idea de que el LHC encontrará nueva física más allá del SM, siendo la SUSY el modelo más sugerente, porque es el más completo, consistente y calculable. Altarelli también apuntó que ya hay algunas observaciones experimentales (como la anomalía de los muones) que podrían ser una señal real de nueva física.»

«¿Es posible que el LHC no encuentre el bosón de Higgs? Sí, pero en ese caso debe encontrar nueva física que explique el problema de la unitariedad. ¿Es posible que el LHC encuentre el bosón de Higgs, pero no encuentre nueva física más allá del SM? También es posible, pero para Altarelli habría que recurrir al principio antrópico para explicar muchos de los parámetros del SM. Por último, ¿es posible que el LHC no encuentre ni el bosón de Higgs ni nueva física? Altarelli afirma que esto es imposible, salvo que haya problemas técnicos con el LHC que no permitan explorar de forma completa la escala electrodébil de energías. ¿Podrá el LHC explorar toda esta escala? Normalmente debería poder hacerlo, pero nunca se puede decir «nunca jamás» así que Altarelli finalizó su charla afirmando que es «aproximadamente imposible» que el LHC no resuelva el problema de la ruptura de la simetría electrodébil en el modelo estándar.»