Ilustración de Thomas McCauley
y Lucas Taylor, del CERN
En los albores del reinicio del Gran
Colisionador de Hadrones (LHC), las colaboraciones de los experimentos CMS y
ATLAS siguen entregando valiosa información de la primera carrera del
acelerador. Hoy día, presentaron
la medición más precisa hasta la fecha de la masa del Bosón de Higgs.
"Esta medida combinada será probablemente la medida más
precisa de la masa del Bosón de Higgs durante al menos un año", dice el científico del experimento
CMS Marco Pieri de la
Universidad de California, San Diego, co-coordinador del
grupo de combinación LHC-Higgs. "Tendremos que esperar varios meses
para obtener suficientes datos de Run II empieza a pesar de realizar cualquier análisis similares "
La masa es la única propiedad del Bosón de
Higgs que no predice el Modelo Estándar de la Física de Partículas,
el marco teórico que describe las interacciones de todas las partículas y
fuerzas conocidas en el universo.
La masa de las partículas
subatómicas se mide en GeV, o giga-electronvoltios. (un protón pesa alrededor de 1 GeV).
Los experimentos CMS y ATLAS miden la masa del bosón la cual debe estar en 125,09
± 0,24 GeV. Este nuevo resultado estrecha la masa del Higgs con más de 20 por
ciento como mejor precisión que cualquier medición anterior.
Los experimentos en el LHC miden el bosón
mediante el estudio de las partículas en las que decae. Esta medición utilizada, se desintegra
en dos fotones o cuatro electrones o muones. Los
científicos utilizaron datos recogidos de unas 4.000.000.000.000.000 colisiones
protón-protón.
Precisamente, con la fijación bajo la masa del Higgs, los
científicos pueden calcular con precisión sus otras propiedades, tales como la
frecuencia con que se desintegra en diferentes tipos de partículas. Al comparar estos cálculos con
mediciones experimentales, los físicos pueden aprender más sobre el bosón de
Higgs y buscar desviaciones de la teoría que podría proporcionar una ventana a una nueva física .
"Esta es la primera
publicación combinado que será presentado por las colaboraciones de ATLAS y
CMS, y habrná más en el futuro", dice el jefe adjunto del experimento ATLAS
Beate Heinemann, un físico de la
Universidad de California, Berkeley, y Lawrence Laboratorio
Nacional de Berkeley.
ATLAS y CMS son los dos mayores experimentos
del Gran Colisionador de Hadrones y esta diseñado para medir las propiedades de
las partículas como el bosón de Higgs y realizar búsquedas generales para la
nueva física. Su función por ser
muy similar, les permite cotejar y verificar los resultados experimentales,
pero también inspira una competencia amistosa entre los dos colaboraciones.
"Es bueno tener competencia", dice Pieri. "La Competencia
empuja a la gente a hacerlo mejor. Trabajamos más rápido y más
eficientemente porque siempre nos gusta ser primeros y tener mejores resultados".
Normalmente, los dos
experimentos mantienen la independencia entre sí para garantizar que sus
resultados no estén sesgados o influenciados por el otro. Sin embargo, con este tipo de medidas
de precisión, trabajando juntos y realizan análisis combinados tiene el
beneficio de fortalecer los resultados de ambos experimentos.
"CMS y ATLAS utilizan
diferentes tecnologías de detección y diferentes análisis detallados para
determinar la masa del Higgs", dice el portavoz de ATLAS Dave Charlton de la Universidad de
Birmingham."Las mediciones
realizadas por los experimentos son bastante consistentes, y hemos aprendido
mucho trabajando juntos, lo que nos coloca en una buena posición para otras
combinaciones."
También ofreció la oportunidad
única para que los físicos se alejan de
su grupo de trabajo normal y aprendan lo que es la vida en el otro experimento.
"Me gustó mucho trabajar con la colaboración ATLAS," dice Pieri."Normalmente siempre interactuamos con la misma gente, así que
fue un verdadero placer conocer mejor a los científicos que trabajan en el
edificio con nosotros."
Con este trabajo preliminar, la
colaboración experimental y con el reinicio del LHC en el horizonte, pone a los
físicos de ambas colaboraciones en la espera de trabajar juntos para aumentar
su sensibilidad experimental. Esto
les permitirá no sólo hacer mediciones más precisas en el futuro, sino también mirar
más allá del Modelo Estándar en lo desconocido.
Fuente: Symmetry 17.marzo.2015
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