En busca de lo inesperado en el Gran Colisionador de Hadrones
El Modelo Estándar describe cómo una colección de partículas fundamentales que interactúa con cuatro fuerzas (gravedad, electromagnetismo, interacción nuclear fuerte e interacción nuclear débil) da forma a todo lo que existe en nuestro universo. Desarrollado en la década de 1970, este modelo se deriva de un conjunto de principios de simetría para explicar casi todos los experimentos de altas energías realizados. Para poner a prueba el modelo estándar, las mediciones de precisión del sector de Higgs de las partículas elementales son un tema importante dentro del programa de física del GCH. Otro objetivo de estas mediciones fue la búsqueda de desviaciones de las predicciones con respecto al Modelo Estándar. El equipo del proyecto FPTLHC (From flavor precision tests to LHC discoveries) planteó que estas mediciones anunciarían la existencia de una nueva física. Los efectos de esta nueva física se buscaron de forma indirecta a través de desviaciones surgidas del intercambio de nuevas partículas. Por ejemplo, bosones de Higgs adicionales tal como predijo la supersimetría, una extensión del Modelo Estándar. En particular, las mediciones de baja energía basadas en estadísticas de elevada calidad de la producción de muones, kaones, tauones, quarks charm (encanto) y mesones B guiaron a los físicos de FPTLHC en su búsqueda. Los integrantes del proyecto interpretaron los datos existentes sobre los cambios en el sabor de las partículas a resultas de la interacción nuclear débil. Esto no es diferente, en principio, del cambio de espín debido a la interacción electromagnética. La ausencia de desviaciones respecto a las predicciones del Modelo Estándar apunta a una estructura de sabor similar a la del Modelo Estándar. Aplicando un enfoque diferente a esta estructura de sabor similar a la del Modelo Estándar, los científicos de FPTLHC asumieron que el espectro de sabor de esta nueva física es anárquico. Esta hipótesis se exploró mediante modelos y estudios teóricos de las posibles implicaciones para las mediciones de precisión de bajas energías. Se lograron dos avances notables. El equipo realizó una descripción fenomenológica del exceso difotónico recién observado a una masa invariable de 750 GeV en los detectores del GCH del experimento CMS y ATLAS. También demostró que la física atómica de precisión podría, en principio, sondear la fuerza atómica de Higgs con una precisión quizás superior a la de los experimentos colisionadores LEP y GCH. A la luz de los nuevos resultados experimentales del GCH, queda por investigar la interacción entre la búsqueda directa y la búsqueda indirecta. En particular, con el descubrimiento de un bosón similar al bosón de Higgs —y de ninguna otra partícula nueva— tras los primeros resultados del GCH, la importancia de las pruebas indirectas es fundamental.
Palabras clave
Gran Colisionador de Hadrones, Modelo Estándar, FPTLHC, nueva física, bosones de Higgs, sabor de partículas
