Desintegraciones raras observadas en el LHC
La desintegración del mesón Bs neutro en dos muones está prohibida en el nivel elemental. También es posible observar esta desintegración mediante transiciones de orden mayor. No obstante, se espera que la fracción de ramificación de la desintegración Bs -> mu+ mu- sea muy pequeña en comparación con otras transiciones. La primera evidencia de la desintegración Bs -> mu+ mu- se observó en los datos del experimento LHC belleza (LHCb). A partir de los datos obtenidos en el detector del solenoide de muones compacto (CMS) se consiguieron resultados parecidos. Ninguno de los resultados individuales tenía precisión suficiente para constituir la primera observación definitiva de la desintegración de Bs en dos muones. Posteriormente un equipo de científicos, liderado a través del proyecto Marie Curie PENGUIN (Search for new physics in electroweak penguin transitions at LHCb), analizó dos conjuntos de datos simultáneamente. Su objetivo era aprovechar la potencia estadística de los dos conjuntos de datos combinados y tener en cuenta las correlaciones entre ellos. Para explicar la referencia a «pingüino» («penguin» en inglés), en 1977, mientras Mary K. Gaillard, Mike Chanowitz y John Ellis escribían un artículo sobre las Grandes Teorías Unificadas que predecían la masa del quark b antes de encontrarlo, utilizaron el nombre «pingüino» para los diagramas de Feynman, porque estos famosos diagramas, también relacionados con la desintegración Bs -> mu+ mu-, se parecen mucho a estos animales. Las colaboraciones entre CNS y LHCb realizaron un análisis conjunto de los datos sobre colisiones protón-protón recopilados en 2011 y 2012 con una energía de centro de masas de 7 y 8 teraelectronvoltios. Obtuvieron evidencias de la desintegración Bs -> mu+ mu- con una relevancia estadística de tres desviaciones estándar. Los científicos combinaron los dos conjuntos de datos ajustando un valor común para cada fracción de ramificación a los datos procedentes de ambos experimentos. Las fracciones de ramificación se determinaron a partir de las cifras observadas de mesones Bs que se desintegran en dos muones y los números totales de mesones Bs generados. El ajuste simultáneo de los datos de CMS y LHCb aprovechó la ventaja de disponer de una muestra de datos mayor para aumentar la precisión y, a la vez, tener en cuenta correctamente las correlaciones. De este modo, los científicos establecieron de forma concluyente la existencia de la desintegración Bs -> mu+ mu- y lograron las mejores medidas de las fracciones de ramificación obtenidas hasta la fecha. Estos resultados tan interesantes se han publicado en la revista Nature.
Palabras clave
Desintegraciones raras, LHC, modelo estándar, mesón Bs, muones, LHCb, PENGUIN
