El 15 de diciembre se anunció una posible resonancia a 750 GeV en los sucesos con dos fotones en los detectores ATLAS y CMS del LHC Run 2. Hoy 28 de diciembre ya hay 95 artículos de físicos de partículas en arXiv que tratan de explicar esta resonancia. Casi 100 artículos que podrían quedarse en nada si al final resulta que la posible resonancia es solo una falsa alarma.
Todos soñamos con que no pase lo que pasó cuando el experimento italiano OPERA anunció en 2011 que los neutrinos muónicos aparentaban ser superlumínicos, o cuando el telescopio del polo sur BICEP2 anunció en 2014 la primera observación de los modos B cosmológicos en la polarización del fondo cósmico de microondas.
Te recomiendo leer a Davide Castelvecchi, “Potential New Particle Sparks Flood of Theories. Physicists have produced nearly 100 papers on the latest tantalizing results from the Large Hadron Collider,” Scientific American, 28 Dec 2015, Nature News 24 Dec 2015, doi: 10.1038/nature.2015.19098; Jester, “750 and what next,” Résonaances, 24 Dec 2015. Para los que prefieran algo más técnico, un buen resumen de la situación actual en Nathaniel Craig et al., “How the γγ Resonance Stole Christmas,” arXiv:1512.07733 [hep-ph].
¿Qué puede ser la resonancia si se confirma en 2016? Para interpretar la señal observada, lo más importante, es saber lo que no se ha observado. No hay señales de esta resonancia en los canales jj (dos chorros hadrónicos), γγ (dos fotones), Zγ (un fotón y un bosón Z) y ZZ (dos bosones Z) en los datos del LHC Run 1 con colisiones a 8 TeV c.m. obtenidas en 2012. Tampoco las hay en los nuevos datos a 13 TeV c.m. en el LHC Run 2 obtenidas en 2015 en estos canales salvo en el canal γγ. Por tanto, una partícula escalar (S), similar a un segundo bosón de Higgs con una de 750 GeV/c², queda descartada como única fuente de la resonancia; su señal habría sido observada en otros canales como la desintegración en dos quarks top, o en cuatro leptones vía un par de bosones Z.
Un nuevo escalar responsable de la resonancia debe estar acompañado de nuevas partículas (todo un nuevo sector de partículas que habría que añadir al modelo estándar). Esto es lo que hace tan interesante y sugerente la nueva resonancia, y es la razón de que haya un explosión de artículos en plena Navidad. Por supuesto, también podría tratarse de un bosón más exótico, como un gravitón KK predicho por la teoría de Randall–Sundrum. La supersimetría, al menos el modelo más sencillo MSSM, puede descartarse como explicación natural.
La mayoría de los artículos apuntan a una nueva simetría gauge tipo SU(N) con un sector oculto asociado formado por fermiones vectoriales (que no se acoplan a la interacción débil vía los bosones vectoriales W y Z como los fermiones del modelo estándar); por ejemplo, quirks en un nuevo SU(3), o leptones vectoriales en un nuevo SU(2). Muchos jóvenes físicos no han estudiado los fermiones vectoriales (asociados a la representación fundamental de una nueva simetría gauge), luego los nuevos artículos servirán para que aprendan los detalles de estas hipotéticas partículas.
Como dice la famosa Lisa Randall, de la Univ. Harvard, Cambridge, Massachusetts, EE.UU., en Nature: “estos cien artículos no hacen daño a nadie y tienen la ventaja de que hacen pensar a los físicos sobre lo que podría ser una nueva señal de este tipo. Si la resonancia desaparece tras el análisis de las colisiones de 2016, nos quedará todo lo que hemos aprendido”. Porque en ciencia siempre se aprende cuando nos enfrentamos a comprender una nueva anomalía, aunque al final el viento se la lleve junto con la Navidad.
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