La búsqueda del Higgs, reforzada por los datos del acelerador de EE UU

Los científicos del acelerador de partículas estadounidense Tevatron han presentado sus últimos datos acerca de la búsqueda de la partícula de Higgs, y son “coherentes”, afirman, con los obtenidos en el gran acelerador europeo LHC y presentados en el pasado diciembre. Es información interesante porque las máquinas, el Tevatron y el LHC, no son iguales, y el hecho de que se combinen los resultados refuerzan la idea de que la cacería puede ir bien encaminada.

La partícula de Higgs, predicha por los modelos teóricos pero nunca verificada experimentalmente, permitiría explicar el origen de la masa de las partículas que tienen masa y completaría el llamado Modelo Estándar, que describe todas las partículas conocidas y sus interacciones, algo así como la tabla periódica de Mendeleiev de la química, pero en física.

CDF y DZero, los dos experimentos del Tevatron, situado en Fermilab, cerca de Chicago, delimitan una masa del bosón de Higgs de entre 115 y 135 gigaelectronvoltios (GeV), mientras que Atlas y CMS, los experimentos del LHC (en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, CERN), sitúan dicha masa entre 115 y 127 GeV. El Tevatron es un veterano acelerador que ya ha dejado de funcionar, pero los físicos siguen analizando los datos tomados en sus detectores hasta septiembre del año pasado. “Las dos colaboraciones [CDF y DZero] , independientemente, han escarbado en cientos de billones de colisiones protón-antiprotón registradas en sus detectores para alcanzar estas conclusiones”, comente Pier Oddone, director de Fermilab, en un comunicado de dicha institución.

En estos datos científicos es esencial conocer lo que los expertos denominan la estadística, y que es algo así como la fiabilidad de dicha información. Se resume en un parámetro denominado número de sigmas (o desviaciones estándar). Los científicos de Tevatron, que han presentado sus datos en Europa, en el encuentro científico Moriond, que se celebra esta semana en Italia, dicen que sus últimos datos se sitúan en 2.2 sigmas. Con tres sigmas, que quiere decir que la probabilidad de que una medida no sea improbablemente debido a las fluctuaciones estadísticas del experimento se reconocerían “indicios”. Para habla de descubrimiento realmente hay que alcanzar cinco sigmas, cuando dicha probabilidad (de falso efecto estadístico) es de uno en 3,5 millones. La física de partículas es una ciencia de altísima precisión.

“Queda todavía mucho trabajo pro delante antes de que la comunidad científica pueda asegurar que existe en bosón de Higgs”, ha declarado Dmitri Denisov, coportavoz de DZero. “Sobre la base de estos emocionantes indicios estamos trabajando lo más rápidamente posible para mejorar nuestros métodos de análisis y extraer hasta la última gota de los datos del Tevatron”, añade.

En el LHC colisionan protones contra protones con una energía máxima en el choque, por ahora, de 7 teraelectronvoltios aumentará este año a ocho y está previsto llegar a 14 dentro de unos pocos años). En el Tevatron colisionaban protones contra antiprotones con una energía en el choque de 2 TeV. Con estas características diferentes, las estrategias de búsqueda del Higgs y los datos obtenidos no son idénticos, aunque sí complementarios, señalan los investigadores.

Las colisiones de partículas generan otras partículas, la mayoría de las cuales, incluido el Higgs, se desintegran en partículas más ligeras y más estables. Pero esa desintegración es tan rápida que es imposible captar directamente en los detectores el Higgs, si es que se crea. Lo que los físicos hacen es analizar las partículas secundarias más estables para poder reconstruir qué tipo de partícula se desintegró en ellas. Según los modelos teóricos hay varias posibles combinaciones de partículas secundarias que pueden desvelar la existencia de un bosón de Higgs. Como esta elusiva partícula, de existir, debe producirse en una fracción mínima de colisiones, los científicos necesitan registrar y analizar billones de ellas para estar seguros.

Aunque el LHC es mucho más potente que el acelerador estadounidense, este último es eficaz para alguna de esas modalidades de desintegración, lo que los expertos denominan canales. De ahí el interés por los datos obtenidos en el veterano Tevatron para afinar todo lo posible la cacería de la partícula de Higgs.