Uno de los grandes objetivos del LHC es descubrir el bosón de Higgs, la única partícula en el Modelo Estándar que aún no se ha observado. En general, los físicos están bastante confiados en que el Higgs de hecho existe, aunque han puesto muchos esfuerzos en la búsqueda de la partícula en aceleradores menos potentes, sin éxito. Mientras esperan pacientemente a que el LHC alcance su máxima energía y que la partícula de Higgs deje señales en un detector, algunos físicos están investigando escenarios alternativos. Una de las propuestas más recientes es que el Higgs no es una partícula, sino una no-partícula (unparticle) conocida como unHiggs
La idea de la unHiggs (también se la puede llamar imHiggs) se propuso por primera vez en un artículo que publicaron los físicos David Stancato y John Terning de la Universidad de California en Davis en noviembre de 2009. La unHiggs no es del todo diferente del Higgs, excepto que demuestra un comportamiento de no-partícula (también llamadas impartículas) y, en consecuencia, no encaja en el Modelo Estándar. Mientras que una partícula tiene parámetros discretos, los parámetros de la unHiggs son continuos. En este sentido, la propia unHiggs es un continuo, y se puede pensar en ella como en una colección de muchos bosones de Higgs, cada uno portando una fracción del valor total de la unHiggs.
Esta figura representa un diagrama de cinco dimensiones relevantes en cómo la unHiggs afecta ciertos parámetros en los modelos de la física de partículas. Los físicos están calculando las propiedades de la unHiggs, de manera que ésta sea reconocida en el LHC, si es que existe. Crédito: Falkowski y Pérez-Victoria
“Las no-partículas o impartículas, por otra parte, no tienen una masa bien definida; de hecho, una impartícula se puede imaginar como la superposición de una cantidad infinita de partículas con distintas masas. Por esta razón, las impartículas no se exhiben como resonancias. En cambio, se evidencian como sutiles modificaciones de la distribución cinemática medida en los experimentos, y por lo tanto pueden ser difíciles de notar”.
En su estudio, Stancato y Terning demostraron que la posibilidad de la unHiggs es consistente teóricamente (lo cual a priori no era obvio). Los físicos encontraron que la unHiggs puede hacer muchas de las cosas que hace la Higgs. Por ejemplo, tanto la partícula como el continuo poseen un valor esperado de vacío no-cero, que puede “romper la simetría electrodébil” y “llevar a la unidad la dispersión WW” (Wedge Waves), capacidades que son importantes para dar masa a las otras partículas, un papel fundamental de la Higgs. Además, los científicos encontraron que la unHiggs puede hacer algo que no puede la Higgs: proporcionar una solución al que se conoce como «problema jerárquico».
Más recientemente, Falkowski y Pérez-Victoria han investigado más sobre las propiedades de la unHiggs. En su estudio han explorado ciertas predicciones experimentales de la propuesta de la unHiggs, por ejemplo, cómo afectaría la unHiggs la precisión de las mediciones observables por experimento. Los científicos encontraron que la unHiggs es incluso más parecida a la Higgs de lo que se pensaba antes, ya que imita muy bien a la Higgs en algunas masas ligeras. También encontraron que la diferencia primaria entre la unHiggs y la Higgs es debida a sus distintas propagadoras: mientras que la propagadora de la Higgs se describe matemáticamente como un polo, la propagadora de la unHiggs es una rama. Esta característica es lo que hace que sea difícil detectar a la unHiggs en los experimentos de colisión.
“Las propagadoras son funciones matemáticas que se utilizan para calcular amplitud en las teorías cuánticas”, explicó Falkowski. “Las amplitudes determinan las probabilidad de que tengan lugar ciertos sucesos en nuestros colisionadores. El ‘polo’ significa que la propagadora se hace muy grande para ciertos valores de momento que corresponden a la masa de la partícula; matemáticamente, éste es el origen de las resonancias en las distribuciones cinemáticas medidas en los experimentos. Las propagadoras para las impartículas no tienen polos, sino cortes de ramas (discontinuidades de la parte imaginaria), y por lo tanto las no-partículas no se muestran como resonancias”.
En cambio, cuando la unHiggs “se desintegra”, resulta suprimida, haciendo que sus productos de desintegración sean mayormente invisibles. A pesar de todo, los físicos dicen que es necesario un análisis más detallado de las restricciones del colisionador para determinar si es posible observar la unHiggs. Si los físicos encuentran una manera de determinar su existencia, es posible que la unHiggs pueda revelar información sobre una esquiva nueva física más allá del Modelo Estándar. Falkowski y Pérez-Victoria están actualmente trabajando en un marco de trabajo teórico donde no sólo la Higgs, sino también los bosones W y Z, tienen componentes de impartículas.
“En la etapa actual es difícil decir si la idea es útil, es decir, si resuelve algún problema de los que encuentran los físicos de partículas”, dijo Falkowski. “Nuestro enforque en el artículo es más que la unHiggs puede ser una realidad, y explora las consecuencias de esta suposición. Como he dicho, a priori estaba lejos de ser obvio que la unHiggs fuese teóricamente consistente, o si se daba una consistencia con los resultados experimentales hasta la fecha. La utilidad de esta dirección en la investigación es que permite a los físicos experimentales preparar sus experimentos de tal forma que si la unHiggs se presenta, no la pasen por alto”
Fuente: Physorg. Aportado por Eduardo J. Carletti
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