Cuando chocan corrientes de protones ultrarrápidos, puede aparecer un bosón de Higgs durante un breve instante antes de descomponiéndose en partículas más ligeras.

En este punto, 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 calcular los números de una asombrosa cantidad de colisiones de protones utilizando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), los físicos ahora tienen el número más preciso hasta el momento para esta propiedad tan importante.

Primero reportado en juliolas mediciones más recientes 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 acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Pero sólo una pequeña fracción de estos Higgs se ha observado 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 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 masa a otras partículas fundamentales.

Aunque las masas de otras partículas en el modelo estándar de física pueden deducirse de la teoría, los físicos deben buscar a tientas 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 exigentey, sin embargo, las mediciones actuales de la masa del Higgs son tres veces más ligeras de lo que sugieren los modelos, en línea con las predicciones.

Aunque estas discrepancias aún no están resueltosEstas últimas mediciones refinan nuestras mejores estimaciones de la masa del bosón de Higgs, que influye como es interactúa con otras partículas y consigo mismo.

Los investigadores combinaron varias mediciones de masa basadas en la desintegración de partículas con calibraciones más precisas, para obtener una masa del bosón de Higgs de 125,11 gigaelectronvoltios (GeV) con una incertidumbre de 0,11 GeV. Esto está debajo de 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, logrando una precisión del 0,09% en esta cantidad fundamental», dijeron los miembros de la colaboración ATLAS. escribir en su papel.

Es importante destacar que la estimación del equipo reduce la incertidumbre estadística y sistemática de la masa de Higgs en otro nivel: incertidumbre que anteriormente dejaba considerable margen de maniobra para la interpretación de los datos.

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 grietas en el Modelo Estándar, que sigue siendo nuestro mejor modelo funcional de partículas fundamentales y sus interacciones. La masa del bosón W estaba a siete desviaciones estándar de la predicción del modelo, una resultado que nadie esperaba.

Desviaciones como esta sugieren algún fenómeno nuevo o desconocido más allá del Modelo Estándar, que no explica todo sobre el Universo. Sin embargo, preciso tampoco significa exacto; puede ser que el las medidas estan malno la teoría.

En cuanto al bosón de Higgs, a pesar de estas mediciones más recientes, los físicos tampoco han definido sus propiedades, ni siquiera de cerca.

Por un lado, el bosón de Higgs no siempre aparece con la misma masa, sino con una variedad de masas posibles, lo que los físicos llaman “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 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 con otras partículas?

Hasta maravillas más salvajes incluyen: Hay diferentes versiones del Higgs que aún no hemos descubierto, y ¿podría el Higgs ser una puerta de entrada para comprender la materia oscura, la misteriosa sustancia que llena el Universo pero que nadie ha visto nunca?

Por supuesto, los físicos todavía están en el buscar otras partículas Esto puede 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, ahora completo, diseñado para aumentar la energía y la intensidad de sus colisiones de partículas, y más actualizaciones planeadas en el futuro, ¿quién sabe qué surgirá?

El estudio fue publicado en Cartas de revisión física.