El trío de partículas supera las expectativas en el LHC - SLAC
MADRID, 20 Abr. (EUROPA PRESS) -
El experimento ATLAS ha confirmado que un trío de partículas, un par de quarks top-antitop y un bosón W, se da con más frecuencia de lo esperado tras colisiones protón-protón en el acelerador LHC.
El proceso que crea estas tres partículas después del impacto es bastante raro: solo una de cada 50.000 colisiones en el LHC (Gran Colisionador de Hadrones) produce el trío, conocido como ttW. Después de aparecer, los top quarks y los bosones W tienen una vida corta y se descomponen casi de inmediato, por lo que el equipo identificó los eventos ttW en función de los electrones y muones en los que se descomponen.
Los miembros del grupo ATLAS del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC de Estados Unidos han pasado los últimos tres años en la instalación del CERN (European Organization for Nuclear Research), completando un análisis complejo para medir el proceso, incluido el desarrollo de métodos novedosos para estimar y eliminar los efectos de fondo y del detector para maximizar la precisión y el detalle del análisis de la medida. Los resultados refinarán la comprensión de los físicos de nuestro universo a nivel subatómico.
"Las únicas mediciones de la producción de ttW provienen del LHC: es el primer colisionador que puede producir este tipo de eventos a un ritmo lo suficientemente grande como para ser medido", dijo en un comunicado Brendon Bullard, investigador asociado del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC y líder de estos análisis de datos.
ATLAS observó por primera vez el proceso ttW en 2015 utilizando datos recopilados durante la Ejecución 1 del LHC, que tuvo lugar entre 2010 y 2012. Las mediciones posteriores utilizando un subconjunto de datos recopilados durante la Ejecución 2 (2015-2018) sugirieron que ttW estaba apareciendo más de lo previsto por el modelo estándar de la física de partículas, que los físicos utilizan para describir el comportamiento de las partículas subatómicas.
La medición más reciente que utilizó el conjunto de datos completo recopilado por ATLAS durante la ejecución 2 ha llevado a una medición más precisa de ttW, encontrando que la tasa de producción total es aproximadamente un 20 por ciento más alta que las predicciones teóricas. Los nuevos resultados del experimento CMS corroboran este exceso.
"Todavía no está claro qué podría estar causando exactamente esta discrepancia, pero estos resultados realmente parecen indicar que está sucediendo algo que no estamos tomando en cuenta", dijo Bullard.
Es posible que la nueva física más allá del Modelo Estándar sea la responsable.
Alternativamente, es posible que los modelos utilizados hoy en día carezcan de los elementos necesarios para predecir correctamente la producción de ttW. Los teóricos hacen predicciones a partir del modelo estándar a través de aproximaciones por partes de dificultad creciente, y los efectos sutiles que aún no se han incorporado a estas aproximaciones pueden explicar la discrepancia.
De cualquier manera, los teóricos ahora deben tratar de averiguar la verdad teniendo en cuenta estos efectos sutiles aún por calcular, ya que se aproximan a ttW.
"Esto es algo que no se ha hecho antes porque es muy difícil. Pero ahora, con nuestro resultado, ya hay teóricos que están interesados en esforzarse", dijo Bullard. "Esta medida será muy útil para seguir comprendiendo mejor el modelo estándar y tal vez incluso identificar algunos efectos más allá del modelo estándar si tenemos suerte".
