La imaginativa mente de los físicos teóricos está siempre atenta a cualquier anomalía observada en los experimentos y les permite predecir nuevas partículas con propiedades exóticas.
Un nuevo bosón vectorial electrodébil Z′ con una masa aproximada
entre 140-150 GeV/c² y leptofóbico, que se acopla mucho más a los quarks que a los electrones y los muones, puede explicar tres anomalías
a 3 sigma observadas en el Tevatrón del Fermilab.
Gracias a su leptofobia (o hadrofilia) su existencia no contradice los límites actuales que excluyen un bosón Z′ con una masa inferior a 1 TeV/c².
El nuevo Z′ explica el exceso a 3’3 σ en la distribución observada en el dectector CDF de colisiones con dos chorros y un bosón W
(ver la figura que abre esta entrada), el exceso a 2 σ de eventos con al menos 3 chorros cuyo origen son quarks bottom (b) tanto en CDF como DZero,
y la discrepancia a 3’4 σ entre CDF y el modelo estándar para la asimetría forward-bacwkard (hacia adelante-hacia atrás) en la producción de quarks top y antiquarks top.
El nuevo Z′ leptofóbico se acopla fuertemente a los quarks ligeros
y débilmente a los leptones 
. El exceso de chorros asociados a quarks bottom (b) observado en CDF
se podría explicar si el acoplamiento del nuevo Z′ leptofóbico es mayor
con el quark bottom que con el quark up.
Obviamente, si el nuevo bosón existe será observado en el LHC del CERN durante este año (tanto en LHCb como en ATLAS y CMS).
Para los interesados en los detalles técnicos: Matthew R. Buckley
, Dan Hooper, Joachim Kopp, Ethan Neil, “Light Z’ Bosons at the Tevatron,” ArXiv, 30 Mar 2011.
Un nuevo bosón vectorial electrodébil Z′ implica una extensión
de las simetrías del modelo estándar a SU(3)×SU(2)×U(1)×U(1)′,
algo predicho por varias teorías de gran unificación como las basadas
en SO(10) y E6.
Si bien no es un candidato razonable a partícula de materia oscura,
su existencia tiene importantes implicaciones en relación al problema
de la materia oscura.
Si la partícula de materia oscura (χ) estuviera acoplada a este bosón Z′
con un acoplamiento del orden de 0’1 sus propiedades podrían explicar
las señales observadas en los experimentos CoGeNT y DAMA/LIBRA
(que estudian la interacción entre las partículas de materia oscura y los núcleos atómicos del materia de sus detectores);
la expresión final es la siguiente.
PS (4 abr. 2011): Más sobre este tema en Felix Yu, “A Z’ Model for the CDF Dijet Anomaly,” ArXiv, 1 Apr. 2011.
PS (6 abr. 2011): Gran entrada de Flip Tanedo, “A hint of something new in “W+dijets” at CDF,” US LHC BLOG, 05 Apr 2011, que nos explica en inglés el nuevo resultado de la Colaboración CDF, “Invariant Mass Distribution of Jet Pairs Produced in Association with a W boson in p-pbar Collisions at Sqrt(s) = 1.96 TeV” [arXiv:1104.0699].
La figura que abre mi entrada, pero sin eliminar el background,
es la figura que abre la entrada de Flip:
Obviamente, al final sólo será una simple fluctuación estadística…
de la que casi todo el mundo se ha hecho eco.
“I do not particularly like to play the die-hard sceptic but I believe this is nothing but the umpteenth would-be new physics signal, destined to be buried by the analysis of further data, by the crafting of more precise simulations, or by the better understanding of Standard Model sources;“
“Is That A New Massive Particle? Is That Some Kind Of Higgs?,”
A Quantum Diaries Survivor, April 6th 2011.
PS (8 abr. 2011): Otros artículos que discuten la posibilidad de que la anomalía Wjj sea un bosón Z’ bariónico (o cromofílico) son Kingman Cheung, Jeonghyeon Song, “Tevatron Wjj Anomaly and the baryonic Z’ solution,” ArXiv, 7 Apr 2011, y J. A. Aguilar-Saavedra, M. Perez-Victoria, “No like-sign tops at Tevatron: Constraints on extended models and implications for the t tbar asymmetry,” ArXiv, 7 Apr 2011.
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