Gráficas del Bosón de Higgs

Ya van apareciendo rumores en los blogs y durante las próximas semanas tendremos información sobre los nuevos resultados sobre el Bosón de Higgs.

Si seguís las noticias o blogs que hablan de LHC habréis visto uno de esos gráficos llamados de exclusión del Higgs. Me refiero a los gráficos  con colores verde y amarillo con varias curvas que los cruzan. Este formato de hacer gráficos se ha convertido casi en el estándar para los resultados del Higgs ya que contienen mucha información en un espacio reducido. Por otro lado es necesario verlos varias veces para conseguir entenderlos. Vamos a intentar explicar cuales son los puntos mas importantes que hay que entender (ver la gráfica).

Como ya sabéis, el Modelo Estándar no predice la masa del bosón de Higgs. Pero si conocemos la masa, nos predice la sección eficaz de producción del Higgs. Recordemos que la sección eficaz representa la probabilidad de que se produzca un cierto tipo de proceso (en este caso que se cree un Higgs). En el gráfico se muestra, la sección eficaz de producción excluida dividida por la sección eficaz de producción del Higgs en el Modelo Estándar como función de la masa del Higgs. Este resultado lo vemos en la figura como una linea negra. Nos dice a un 95% de nivel de confianza (confidence level o CL) que rango de masas del Higgs no existen. La linea de trazos muestra el valor esperado en ausencia de Higgs. Las bandas verde y amarilla nos dan las zonas de 68% y el 95% de certeza en este valor.

Bueno, igual no entendisteis mucho de lo anterior pero ahora vendría la parte importante. Para los valores de la masa en que la linea negra esta por debajo de la roja (el valor 1), no se espera que el bosón de Higgs se produzca con la sección eficaz predicha para esa masa. Es decir que esos valores de masa se pueden excluir con una certeza del 95%. Para esta gráfica excluiríamos la región 135-225 GeV y 290-490 GeV.

La región donde la linea negra esta por encima del valor 1 y por encima de la linea de trazos pueden indicar que el Higgs existe con ese valor de la masa. Si la linea negra está por arriba de la banda amarilla tendríamos un 95% de certeza de que lo que observamos es mayor de lo esperado. Podría indicar que hay una señal proveniente del Higgs en esa región, pero también que no se entienden los fondos de otros procesos. Si creémos que tenemos menos fondo (ruido) del que en realidad existe nos parecería que tenemos más señal. En este ejemplo tenemos exceso entre 225 y 290 GeV, pero el exceso no es significante (no llega a atravesar toda la banda amarilla).

Una última cosa que hay que remarcar sobre estos gráficos es que se excluye un bosón de Higgs como el predicho por el Modelo Estándar, estos resultados no nos dicen si existiría un Higgs proveniente de otro modelo como SUSY, dimensiones extra, etc… para eso tendríamos que mirar otras gráficas.

Espero que haya quedado al menos un poco mas claro. Si habeis entendido algo y tenéis una opinión formada sobre el boson de Higgs dejadnos vuestra “apuesta” en la encuesta Bosón de Higgs.