Investigadores del experimento CMS del Gran Colisionador de Hadrones del CERN (LHC) han presentado durante la 36a Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP) en Melbourne sus últimos avances en la búsqueda del bosón de Higgs del modelo estándar (SM), usando datos registrados hasta junio de 2012.
El detector CMS ha observado un exceso de sucesos alrededor de una masa de unos 125 GeV, con una alta probabilidad de que no es consecuencia de una fluctuación proveniente únicamente del fondo cercana a una parte en tres millones. La evidencia es más acusada en los dos estados finales: en primer lugar el estado final con dos fotones y en segundo lugar el estado final con dos pares de leptones cargados (electrones o muones). Este exceso se interpreta como la producción de una nueva partícula con una masa cercana a 125 GeV (los análisis llevados a cabo por al menos dos grupos independientes estiman la masa de la nueva partícula en 125.3 +/- 0.6 GeV).
Suceso registrado en CMS a 8 TeV en 2012. Se muestran las características esperadas tras una desintegración del bosón de Higgs en un par de fotones (líneas amarillas discontinuas asociadas a torres verdes). El suceso puede ser también interpretado a partir de procesos de fondo conocidos dentro del modelo estándar.
Los datos analizados también excluyen la existencia de un bosón de Higgs del SM en los intervalos 110-122.5 GeV y 127-600 GeV con un nivel de fiabilidad del 95% (masas inferiores ya han sido excluidas por el colisionador LEP del CERN con el mismo nivel de confianza). Los resultados obtenidos en los diversos canales de búsqueda son coherentes con lo esperado para un bosón de Higgs del SM dentro de las incertidumbres estadísticas y sistemáticas. Sin embargo, se necesitan muchos más datos para establecer si esta nueva partícula tiene todas sus propiedades o si por el contrario algunas discrepan con lo esperado, lo que implicaría una nueva física más allá del modelo estándar.
Planes futuros
La nueva partícula observada alrededor de 125 GeV es compatible, dentro de la limitada precisión estadística, con el bosón de Higgs del SM. Sin embargo, se necesitan más datos para medir propiedades tales como sus fracciones de desintegración en los diferentes canales y en último término su espín y paridad. Así se comprobará si se trata realmente del bosón de Higgs del SM o si es el resultado de una nueva física más allá del modelo estándar. A finales de 2012, CMS espera al menos triplicar su muestra de datos, y así explorar más en profundidad la naturaleza de esta nueva partícula. Si se trata del Higgs del SM, sus propiedades e implicaciones para el modelo estándar serán estudiadas en detalle. Si no se trata del Higgs del SM, CMS explorará la naturaleza de la nueva física que ello implica, lo que podría incluir partículas adicionales que sean observables en el LHC. En cualquiera de los escenarios, se continuarán las búsquedas de nuevas partículas e interacciones en el LHC a más altas energías e intensidades.
Sobre CMS
CMS (Solenoide compacto de muones) es uno de los dos experimentos multipropósito del LHC que han sido construidos para buscar nuevas señales de física. Está diseñado para detectar una gran variedad de partículas y fenómenos producidos en colisiones de protones e iones de alta energía en el LHC, y ayudará a responder a cuestiones como: “¿de qué está hecho el universo y cuáles son las fuerzas que actúan en él?”, “¿cuál es el origen de la masa?”. También medirá con una precisión sin precedentes las propiedades de partículas conocidas y estará al tanto de posibles nuevos fenómenos inesperados. Estas investigaciones no sólo aumentan nuestra comprensión del universo, sino que pueden conducir a nuevas tecnologías que cambien el mundo en el que vivimos.
El diseño conceptual de CMS data de 1992. La construcción de este enorme detector (15 m de diámetro por casi 29 m de largo con un peso de 14000 toneladas) supuso 16 años de esfuerzo por parte de una de las mayores colaboraciones científicas internacionales jamás formadas: 3275 físicos (incluyendo 1535 estudiantes), además de 790 ingenieros y técnicos de 179 instituciones y laboratorios de investigación repartidos por 41 países a través del mundo.
