Cuando chocan corrientes de protones ultrarrápidos, un bosón de Higgs podría aparecer durante un breve instante antes de descomponiéndose en partículas más ligeras.
En ese momento, los físicos pueden trabajar hacia atrás para estimar la masa de lo que podría ser la partícula más importante y, sin embargo, más esquiva del Modelo Estándar.
Después de haber calculado los números de una cantidad alucinante de colisiones de protones utilizando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), los físicos ahora tienen la cifra más precisa hasta el momento para esta propiedad tan importante.
Primero reportado en juliolas últimas mediciones corresponden a un período de cuatro años en el que alrededor de 9 millones de partículas del bosón de Higgs Se predijo que se habrían producido en el LHC, el colisionador de partículas más grande y poderoso del mundo. Pero sólo una pequeña fracción de esos Higgs fue observada experimentalmente.
Aún así, fue suficiente para que un equipo internacional de investigadores que trabajaban en el experimento ATLASuno de los dos detectores del LHC, para obtener las mediciones más precisas hasta el momento de la masa del bosón de Higgs.
El Higgs es una partícula bastante desconcertante: surge de un campo cuántico que emana por todo el Universodando a otras partículas fundamentales su masa.
Si bien las masas de otras partículas en el modelo estándar de física se pueden deducir de la teoría, los físicos necesitan tantear relativamente a ciegas mediante la experimentación para determinar la masa de Higgs.
Tener una medición precisa es importante dada la importancia de la medición para comprender las interacciones de otras partículas.
Su propia masa relativamente grande ha dificultado la observación del bosón de Higgs. bastante exigente
Si bien esas discrepancias aún no están resueltosestas últimas mediciones refinan nuestras mejores estimaciones de la masa del bosón de Higgs, que influye cómo interactúa con otras partículas y consigo mismo.
Los investigadores combinaron varias mediciones de masa basadas en la desintegración de la partícula con calibraciones más precisas, para obtener una masa del bosón de Higgs de 125,11 gigaelectronvoltios (GeV) con una incertidumbre de 0,11 GeV. Eso es menos que un masa de 125,35 GeV y una precisión del 0,12 por ciento en 2019.
“Este resultado representa actualmente la medición más precisa de la masa del bosón de Higgs, alcanzando una precisión del 0,09 por ciento en esta cantidad fundamental”, dijeron miembros de la colaboración ATLAS. escribir en su papel.
Es importante destacar que la estimación del equipo reduce otro nivel la incertidumbre estadística y sistemática de la masa de Higgs, incertidumbre que anteriormente dejaba considerable margen de maniobra para la interpretación
Disponer de mediciones más precisas ayuda a los físicos a probar las predicciones del modelo estándar de física de partículas y detectar posibles desviaciones, si es que existen.
El año pasado, por ejemplo, la medición más precisa jamás realizada de la masa del bosón W expuso algunas posibles fisuras en el Modelo Estándar, que sigue siendo nuestro mejor modelo funcional de partículas fundamentales y sus interacciones. La masa del bosón W estaba por siete desviaciones estándar de la predicción del modelo, un resultado que nadie esperaba.
Desviaciones como esta insinúan algún fenómeno nuevo o desconocido más allá del Modelo Estándar, que no explica todo sobre el Universo. Sin embargo, preciso tampoco significa exacto; podría ser que el las medidas son incorrectasno la teoría.
En cuanto al bosón de Higgs, a pesar de estas últimas mediciones, los físicos tampoco han determinado sus propiedades, ni siquiera de cerca.
Por un lado, el bosón de Higgs en realidad no aparece con la misma masa cada vez, sino que tiene una variedad de masas posibles, que los físicos llaman su “anchura”. En 2022, los científicos refinaron sus estimaciones del “ancho” del bosón de Higgs con mayor precisión que nunca.
Pero al obtener estimaciones cada vez más precisas de la masa de Higgs, los físicos se están acercando cada vez más a responder algunas preguntas difíciles sobre la enigmática partícula, tales como: ¿Interactúa el bosón de Higgs consigo mismo como predice el modelo estándar? ¿Y cómo se acopla a otras partículas?
Incluso maravillas más salvajes incluyen: ¿Existen diferentes versiones del Higgs que aún no hemos descubierto? ¿Podría el Higgs ser un portal para comprender la materia oscura, la sustancia misteriosa que llena el Universo, pero que nadie ha visto nunca?
Por supuesto, los físicos todavía están sobre el buscar otras partículas eso podría explicar la increíble ligereza del bosón de Higgs, una anomalía que los ha perseguido desde que se descubrió el bosón de Higgs en 2012.
Con actualizaciones recientes Hasta el LHC ya completo, diseñado para aumentar la energía y la intensidad de sus colisiones de partículas, y más mejoras previstas en el futuro, ¿quién sabe qué surgirá?
El estudio ha sido publicado en Cartas de revisión física.