Un grupo de científicos que laboran en el LHCb –Large Hadron Collider beauty experiment -, uno de los seis detectores de partículas en funcionamiento instalados en el Gran Colisionador de Hadrones –LHC-  de la Organización Europea de Investigación Nuclear -Cern-  acaba de dar a conocer  el análisis de varios experimentos en los cuales los físicos han observado cinco desintegraciones “intrigantes” de mesones B que discrepan del Modelo Estándar.

Si estas observaciones fuesen a confirmarse, podría ser la señal de un fenómeno de nueva Física, que no se encuentra, en la actualidad, predicha por el Modelo Estándar de Física de Partículas.

Una señal estadísticamente tenue

Gran Colisionador de Hadrones / Fotografía: CERN

La señal observada en el experimento LHCb tiene aún una significación estadística limitada, pero refuerza indicaciones similares de estudios anteriores. Nuevos datos y análisis siguientes establecerán si estos indicios son realmente grietas en el Modelo Estándar o una fluctuación estadística.

En un seminario, que se celebra hoy, 20 de abril, en el CERN, la colaboración del experimento LHCb, presentó los nuevos y muy esperados resultados sobre una desintegración particular de los mesones B0 producida en colisiones realizadas en el LHC. El Modelo Estándar de física de partículas predice la probabilidad de múltiples maneras de desintegraciones posibles de estos mesones B0; eventuales divergencias entre estos datos y las predicciones, podrían constituir una señal de una nueva física.

Alteración de la “universalidad leptónica”

En este estudio, la colaboración del LHCb observó mesones B0 desintegrándose en un kaón excitado y dos electrones o dos muones. El muón es 200 veces más pesado que el electrón, pero, salvo esto, sus interacciones son, según el Modelo Estándar, idénticas a las del electrón; esta propiedad se conoce como “universalidad leptónica”.

An example of a fully reconstructed proton-helium collision event in the LHCb detector. The particle identified as an antiproton is shown in pink. / Fotografía: LHCb colaboración- CERN

La teoría sobre la universalidad de los leptones predice que, salvo un ligero efecto vinculado a la diferencia de masa, mismo que puede calcularse, electrones y muones deberían ser creados con la misma probabilidad durante esta desintegración específica del  mesón B0. Sin embargo, el LHCb ha observado que las desintegraciones que producen muones son menos frecuentes.

Esta diferencia con respecto del Modelo Estándar es potencialmente excepcional, pero su relevancia estadística está en un nivel de entre 2.2 a 2.5 sigma, lo cual no es suficiente para sacar una conclusión definitiva. No obstante, este resultado es intrigante porque una reciente medida de LHCb sobre una desintegración relacionada mostró un comportamiento similar.

Necesidad de mayores estudios

Equipo de colaboradores del LHCb / Fotografía: LHCb-CERN

Aunque estos indicios son de un gran interés, no son suficientes todavía para poder sacar una conclusión. Aunque electrones y muones son de naturaleza diferentes, numerosas previsiones anteriores apoyan la idea de una simetría entre estas dos partículas.

Datos y estudios suplementarios de desintegraciones similares son necesarios para determinar si los indicios observados representan únicamente una fluctuación estadística o bien si se trata de las primeras señales de nuevas partículas que vendrían a extender y completar el Modelo Estándar de física de partículas.

Fuente: CERN

Boletín original: https://home.cern/about/updates/2017/04/lhcb-finds-new-hints-possible-standard-model-deviations