Bosón de Higgs : últimos resultados de 2011

La temporada de conferencias ha empezado, los últimos resultados con datos de 2011 de LHC y Tevatron se hacen públicos en estas fechas. Hasta julio (ICHEP 2012) seguramente no veremos los resultados con los primeros datos de 2012 con 8 TeV. Pero esto no quiere decir que los resultados que se están presentando ahora no sean importantes.

En particular una cosa a señalar es que ahora se muestran los resultados, ya no preliminares, de los límites de la masa del Higgs.  Los datos ya se han enviado a publicar y la etiqueta de ‘Preliminary’ ha desaparecido de los gráficos. Ambos resultados para CMS y ATLAS nos dicen que de existir, el bosón de Higgs tendría una masa ‘pequeña’. Estaregión es de hecho la más difícil, si consideramos un bosón de Higgs del Modelo Estándar. Es por esto que se está tardando más en excluir la existencia del Higgs en esa zona o su descubrimiento. En gráfico abajo nos da los branching ratios de la desintegración del Higgs, cuantas veces el Higgs se desintegra en un tipo de partículas u otro (el gráfico está normalizado a 1).  Las desintegraciones dominantes en esta región son el bosón de Higgs desintegrandose a b-quarks, a gluones y a taus.

El fondo para la desintegración del Higgs en b-quarks es mucho más grande que la señal, 50.000.000 veces el tamaño de la señal. Una forma de mejorar las posibilidades es buscando por el Higgs producido conjuntamente con un bosón W o un Z.  El otro modo dominante es el que tiene taus en el estado final. Los leptones tau producen neutrinos cuando se desintegran. Los neutrinos no se reconstruyen en el detector haciendo más difícil la reconstrucción de lo que sucedió en la colisión. Para complicar aun más las cosas los taus pueden desintegrarse en leptones o quarks. Los taus son los más difíciles de identificar de todos los leptones. Ambos canales son difíciles de estudiar en LHC. En cada interacción se producen alrededor de 20 colisiones más además de la colisión en la que estamos interesados, haciendo difícil la identificación de estados que involucran jets (un cono de hadrones resultado de la hadronización de quarks o gluones).

Por último en esta region de la masa del Higgs tenemos la desintegración a dos fotones. Este proceso es más limpio pero en este caso los problemas aparecen en la parte de los detectores. Los jets pueden parecerse a los fotones, y si consideramos la gran cantidad de jets y eventos con jets que se producen esto hace que sea muy importante conocer perfectamente la respuesta del detector. A pesar de esto, este es uno de los canales que mejores resultados da en la región de baja masa. No comentaremos la región de masa alta ya que esta prácticamente excluida con los resultados del 2011.

La combinación de todos los canales de desintegración del bosón de Higgs nos da unos valores posibles de la masa del bosón de Higgs. En los gráficos de abajo podemos ver los últimos resultados presentados en la conferencia CIPANP2012. Los datos apuntan que la región donde prodria haber algo (si existe) es la región entre 121-129 GeV.

Más información sobre el LHC y el bosón de Higgs en esta entrada.

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2 Replies to “Bosón de Higgs : últimos resultados de 2011”


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    Perdona mi ignorancia, que son los jets?????

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      En castellano serían “chorros”. Tanto los quarks como los gluones no pueden existir aislados, cuando uno de estos se produce de forma aislada rápidamente transforma en mesones y bariones en cascada (conservando siempre la energía y el momento claro y el resto de simetrías). Así lo que realmente vemos en el detector son estas cascadas de mesones y bariones procedentes de la ‘hadronización’ de quarks y gluones. No se si se entiende… para explicarlo mejor debería entrar a explicar QCD (Quantum Chromodynamics).

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