jueves, 30 de julio de 2015

EL NÚMERO UNO DE HIGGS ES EL NÚMERO MÁS SOLITARIO



Ilustración de estudio Sandbox. Chicago 

Cuando los físicos descubrieron el bosón de Higgs en el año 2012, declararon que el Modelo Estándar de la Física de Partículas estaba completo; finalmente habían encontrado la pieza faltante del rompecabezas de las partículas.
Y, sin embargo, quedan muchas preguntas acerca de los componentes básicos del universo, incluyendo: ¿Hemos encontrado el único tipo de bosón de Higgs; o hay más?

Un problema de masa
El mecanismo de Higgs da masa a algunas partículas fundamentales, pero no otras. Se interactúa fuertemente con los bosones W y Z, haciéndolos masivos, pero no interactúa con partículas de luz, lo que les deja sin masa.
Estas interacciones no sólo afectan a la masa de otras partículas, que también afectan a la masa del Higgs. El Higgs puede fluctuar brevemente en pares virtuales de las partículas con las que interactúa.
Los científicos calculan la masa del Higgs multiplicando uno a la energía máxima por la que se aplica con el modelo estándar de un número relacionado con esas fluctuaciones relacionadas al número enorme. El segundo número se determina a partir de los efectos de las fluctuaciones de la fuerza de transporte de partículas como los bosones W y Z, y restando los efectos de las fluctuaciones a la partículas de materia como quarks.
Mientras que el segundo número no puede ser cero porque el Higgs debe tener algo de masa, casi cualquier cosa que se suma  incluso en cantidades muy pequeñas, hace que la masa del Higgs sea gigantesca.
Pero no lo es. Pesa alrededor de 125 mil millones de electronvoltios; Ni siquiera es la partícula fundamental más pesada.
"Tener el bosón de Higgs a 125 GeV es como poner un cubo de hielo en un horno caliente y no fusión", dice Flip Tanedo, físico teórico e investigador postdoctoral en la Universidad de California, Irvine.Un Higgs ligero, a pesar de que hace que el trabajo del Modelo Standard, no necesariamente tiene sentido para el cuadro grande. Si hay varios Higgses-mucho más pesados ​​los de las matemáticas para determinar sus masas se vuelve más flexible.
"No hay razón para descartar múltiples partículas de Higgs", dice Tim Tait, un físico teórico y profesor de la UCI. "No hay nada en la teoría que dice que no debe haber más de uno."
Las dos teorías principales que predicen múltiples partículas de Higgs son supersimetría y compositeness.

La supersimetría
Populares en los círculos de la física de partículas para atar a todos los bits desordenados del Modelo Estándar, la supersimetría predice un pesado (y caprichosamente llamado) de partículas pareja, o "spartícula," para cada una de las partículas fundamentales conocidas. Los quarks tienen squarks e Higgs tienen Higgsinos.
"Cuando se vuelven a hacer los cálculos, los efectos de las partículas y sus partículas asociadas a la masa del Higgs se anulan entre sí y la improbabilidad que vemos en el Modelo Estándar se contrae y tal vez, incluso, se desvanece", dice Don Lincoln, un físico en el Fermi National Accelerator Laboratory.

El modelo Modelo Mínimo Supersimétrico Estándar que se alinea más estrechamente con predicción del actual Modelo Estándar con cuatro nuevas partículas de Higgs, además de la spartícula Higgs, la Higgsino.
Mientras supersimetría es quizá la teoría más popular para explorar la física más allá del Modelo Estándar, los físicos del LHC no han visto todavía ninguna prueba de ello. Si existe supersimetría, los científicos tendrán que producir más partículas masivas para observarlo."Los científicos comenzaron a buscar supersimetría hace cinco años en el LHC", dice Tanedo. "Pero realmente no sabemos dónde lo van a encontrar: 10 TeV? 100 TeV? "

Compositeness
La otra teoría popular que predice varios bosones de Higgs es compositeness. La teoría de Higgs compuesto propone que el bosón de Higgs no es una partícula fundamental sino que está hecha de partículas más pequeñas que aún no han sido descubiertos.
"Se puede pensar en esto como el estudio del átomo", dice Bogdan Dobrescu, físico teórico de Fermi 
National Accelerator Laboratory. "A medida que la gente miraba cada vez más cerca, se encontraron con el protón y el neutrón. Se veían más cerca de nuevo y encontraron el "arriba" y "abajo" quarks que forman el protón y el neutrón”.
Las compuestas Teorías de Higgs predicen que si hay partes más fundamentales a la Higgs, puede asumir una combinación de masas basado en las propiedades de estas partículas más pequeñas.
La búsqueda compuesta de bosones de Higgs se ha visto limitada por la escala a la que los científicos puedan estudiar dados los niveles actuales de la energía en el LHC.

Al acecho
Los físicos continuarán su búsqueda de Higgs con la ejecución actual del LHC.
Al 60 por ciento más alto de energía, el LHC producirá bosones de Higgs con mayor frecuencia en esta ocasión. También producirá más quarks top, las partículas más pesadas del Modelo Estándar. Los Quarks Top interactúan enérgicamente con el bosón de Higgs, haciéndolas un lugar favorito para empezar a recoger a una nueva física.
Ya sea que los científicos encontraron evidencia de supersimetría o un bosón compuesto (si encuentran tampoco), ese descubrimiento significaría mucho más que un bosón adicionales.
“Por ejemplo, la búsqueda de nuevos bosones de Higgspodria afectar nuestra comprensión de cómo las fuerzas  fundamentales unifica con mayor energía”, dice Tait, y agrega "La supersimetría abriría todo un mundo 'súper' que hay que descubrir. Y un Higgs compuesto podría apuntar a nuevas normas sobre el nivel fundamental más allá de lo que entendemos hoy. Tendríamos nuevas piezas del rompecabezas de verlo”.

Compilado de Symmetry 30.julio.2015

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