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4 julio 2012
El día del Higgs: “Lo tenemos, aunque como científico solo puedo decir que hemos visto algoâ€
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La gran noticia del día de hoy que desde el CERN ha provocado el revuelo de toda la prensa científica del mundo. Yo os la he contado en directo en Amazings.es junto a Mario Herrero (@Fooly_Cooly): “Sigue en directo la Conferencia sobre el Higgs comentada y explicada por nuestros físicos†(recomiendo los comentarios) como en una breve nota de prensa “El CERN anuncia el descubrimiento del bosón de Higgs.†Ambos hemos disfrutado mucho hoy pues los grandes descubrimientos de la física de partículas, una labor colaborativa, se disfrutan más compartidos. Por cierto, teníéis que ver esta entrevista (subtitulada) a Peter Higgs en lainformacion.com. Trataríé de resumir lo que ha pasado hoy, aunque hay tantos blogs y tantas fuentes de información en la web que me es imposible hacerlo mejor que lo que ya está hecho por ahí. Aún así, ahí va…
Voy a empezar por el final. La combinación oficiosa de Philip Gibbs para el canal difotónico de ATLAS y CMS no deja lugar a dudas, una evidencia a 6,02 sigmas de significación estadística local en el intervalo entre 110 y 150 GeV. Gracias a analizar los datos de colisiones tanto de 2011 como de 2012, se ha logrado un descubrimiento de un bosón escalar con una masa entre 125 y 126 GeV.
Continuando con el final, la combinación ATLAS+CMS oficiosa de Philip Gibbs para los dos canales que han permitido el descubrimiento del Higgs, tampoco deja lugar a dudas, una señal a 7,39 sigmas de confianza estadística local. Estos dos canales son el canal difotónico (0,2 % de las desintegraciones de un Higgs) y el canal de desintegración en dos bosones Z que se desintegran a su vez en cuatro leptones cargados, cuatro muones, cuatro electrones, o dos electrones y dos muones (0,01 % de las desintegraciones del Higgs). Estas figuras oficiosas serán muy parecidas a las figuras oficiales (que seguramente no se publicarán hasta el año que viene).
Esta mañana todo empezó con la charla de Joe (Joseph) Incandela,â€Status of the CMS SM Higgs Search†[slides]. Tras contarnos cómo se produce el Higgs en el LHC, cómo se desintegra y cómo funcionan los detectores de CMS de diferentes tipos de partículas, fue directo al grano, al canal difotónico. En este canal el Higgs se desintegra en un par de fotones, las trazas verdes que se ven en este evento obtenido en mayo de 2012, un evento limpio, casi de libro, de un candidato al Higgs (nunca se puede estar seguro al 100%).
Los datos en el canal difotónico de 2012 (con colisiones a 8 TeV c.m.) no son suficientes para proclamar un descubrimiento, como muestra esta figura. solo hay un pequeño exceso respecto a las predicciones para el fondo (el punto que está encima de la línea rayada en la parte alta del óvalo negro). De hecho, hay puntos similares en otros lugares. Para obtener una descubrimiento hay que combinar las colisiones de 2012 con las de 2011 (que fueron a 7 TeV c.m.). Esta combinación ha exigido un reanálisis de los datos de 2011 con los mismos algoritmos que se han utilizado para analizar los datos de 2012, con lo que ha mejorado enormemente el resultado.
El resultado es esta figura de gran belleza y limpia como una patena. Hay una “joroba†(bump) clarísima alrededor de 125 GeV, que aparece ampliada en el recuadro. La coincidencia de esta joroba tanto en los datos de 2011 como en los de 2012 es clave para el descubrimiento. Esta figura no deja lugar a dudas, con una significación local de 4,1 sigmas (aunque en el rango completo entre 110 y 150 GeV se reduce a solo 3,2 sigmas) se ha observado un bosón escalar neutro con una masa de unos 125 GeV. Se ha observado un Higgs (lo que no significa que sea El Higgs predicho por el Modelo Estándar).
En el canal difotónico se han clasificado los eventos en varios tipos diferentes (Untagged 0, 1, 2, 3 y Di-jets). Esta figura muestra el ajuste de los datos con las predicciones del modelo estándar, realmente muy bueno (mejor de lo que se había observado en diciembre de 2011). El resultado es que la tasa de desintegración (sección eficaz) para este canal es poco mayor pero compatible con la predicha por el modelo estándar, en concreto σ/σSM = 1,56 ± 0,43 í— SM. Este resultado indica que es muy probable que el bosón observado sea un Higgs, aunque para asegurar que sea el predicho por el modelo estándar hay que estudiar cómo se desintegra en otros canales.
El otro canal estrella para la búsqueda del Higgs, por su limpieza es la desintegración H→ZZ→4 leptones (e,μ). En este caso os muestro un evento de la desintegración de un (candidato al) Higgs en dos muones y dos electrones observado el 28 de mayo en CMS. Podíéis ver claramente la limpieza de este evento y lo bien que se reconstruyen tanto la energía como las trayectorias de los muones y de los electrones en CMS.
Esta figura muestra claramente una señal de un Higgs con una masa de 126 GeV (el pico en rojo es la predicción teórica para un Higgs y los puntos negros están claramente por encima de la parte azul correspondiente a la ausencia del Higgs). Esta señal es muy limpia aunque estamos hablando de muy poquitos eventos, pero muy poquitos eventos (4+3+2 = 9 eventos, sobre un fondo esperado de 1+1+1 = 3). En diciembre de 2012 estaremos hablando de como mínimo el doble de eventos. Creo que es importante resaltar esto a la hora de sacar conclusiones de este canal de desintegración. La significación estadística para este canal de desintegración es de 3,2 sigmas para la observación de un Higgs con una masa de 125,5 GeV. Puede parecer poco, pero hay que combinarlo con el canal difotónico.
Esta figura es una de las más espectaculares que hemos observado esta mañana y provocó un clamoroso aplauso en toda la sala. De hecho, en el webcast de esta mañana la pusieron tan poco tiempo (para filmar a la gente aplaudiendo y al conferenciante muy contento) que casi no me dio tiempo a leer el resultado y tuve que preguntar a Mario y a Javier que me aseguraron, como en los buenos partidos de fútbol que fue gol, un golazo. La significación estadística del canal difotónico (4,1 sigmas) combinada con la del canal ZZ->4l (3,2 sigmas) resulta en… tatachín, tatachán, cinco sigmas, 5 σ, de significación estadística para un bosón de Higgs (esto es algo mayor de lo esperado, que eran solo 4,7 sigmas).
Un resultado espectacular. La verdad es que esta figura merecía el clamoroso aplauso y no me resisto a poner aquí este trocito de transparencia.
Lo siento pero lo tengo que dejar aquí por ahora… mis obligaciones familiares me reclaman… esta noche continúo…
Comentarios (2)
Un par de vídeos sobre el Higgs que merece la pena ver
Archivado en: Bosón de Higgs,Ciencia,Física,Noticia CPAN,Physics,Science — emulenews @ 01:06
Tags: Bosón de Higgs, Ciencia, Física, Física teórica
