¿Cuál será el próximo descubrimiento del Fermilab?
Nadie lo sabe, lo que sí se sabe son cuales son las señales
que se desvían más de lo esperado.
Señales que ahora mismo son una mera fluctuación estadística,
con sólo 2-sigma de significación.
Si en un par de años la evidencia se acumula y se alcanzan las 5-sigma,
el Fermilab proclamará un nuevo descubrimiento.
En caso contrario, nadie recordará estas fluctuaciones estadísticas
sin ningún contenido físico.
Por si acaso, cientos de físicos están estudiando estas desviaciones
tanto experimental como teóricamente para estar preparados
ante un posible descubrimiento.
¿Cuáles son las desviaciones 2-sigma encontradas
hasta el momento?
“The Next Discovery of Fermilab,”
A Quantum Diaries Survivor, September 21st 2009.
La detección de partículas en los grandes aceleradores es un proceso estocástico sujeto a fluctuaciones estadísticas en los detectores y los algoritmos de análisis.
Una desviación en los datos respecto a los modelos teóricos (el Modelo Estándar) sólo es un descubrimiento si es una desviación grande respecto a lo esperado.
¿Qué significa grande?
Se utiliza un modelo estadístico (normalmente gaussiano)
y se determina la probabilidad de dicha fluctuación estadística
utilizando el número de desviaciones típicas de significación estadística.
Una fluctuación 2-sigma es una fluctuación con una probabilidad
de un 95.5% de volver a ser observada.
Una 3-sigma es una fluctuación con una probabilidad del 99.75%
de que se vuelva a observar en el futuro.
Una fluctuación es un discubrimiento si alcanza las 5-sigma,
es decir, si hay una probabilidad del 99.99995%
de que vuelva a observarse dicha fluctuación.
Por debajo de 3-sigma se considera que se ha observado
una simple fluctuación estadística de los datos.
Un listado de las 5 fluctuaciones a 2-sigma más prometedoras
observadas por la Colaboración CDF que apuntan hacia
un futuro descubrimiento en el Fermilab
1) Observación de un nuevo bosón vectorial Z’ (Z-prima).
CDF tiene evidencia casi a 3-sigma de la existencia de resonancias
a energías de 240 GeV y 720 GeV en eventos que involucran dos leptones
de carga opuesta (electrón-positón, muón-antimuón, etc.).
Estas resonancias, de confirmarse, podrían corresponder
a un bosón vectorial Z’ con una masa de unos 720 GeV.
2) Observación de un nuevo quark t’ (top-prima).
LEP2 del CERN demostró que había sólo 3 generaciones de leptones
(en concreto, de neutrinos).
Sin embargo, una búsqueda directa en CDF de un quark de cuarta generación, llamado t’, ha ofrecido evidencias de dicha partícula
con una masa mínima de 284 GeV y una masa probable de unos 450 GeV.
Sólo el futuro confirmará o desmentirá este resultado,
un exceso a 2-sigma.
3) Acoplamiento anómalo entre
los bosones vectoriales (fotón, W y Z).
CDF ha observado un número mayor del esperado de pares de bosones
o dibosones (WW, W-fotón, Z-fotón, etc.).
Un exceso a 2-sigma que podría tener diferentes causas,
si se confirma, por ejemplo, la existencia de un bosón de Higgs
con una masa mayor de 135 GeV.
4) Confirmación de la generación de multimuones anómalos.
CDF ha detectado un número mayor de muones (electrones pesados)
y con una vida media más larga de lo esperado.
Podrían originarse en una nueva partícula neutra aún por descubrir.
DZERO no confirmó dicho exceso de muones,
pero en CDF creen que futuros datos podrían confirmarlo.
5) Confirmación de la supersimetría
en la medida de la fase de la oscilación de bosones B.
Los mesones formados por un quark bottom (b) y quark extraño (s)
pueden intercambiarse con sus antipartículas en una oscilación
difícil de estudiar teóricamente en el modelo estándar.
Los resultados experimentales indican que el valor del parámetro
de fase de dicha oscilación difiere a 2-sigma del valor teórico.
Una explicación sencilla para esta diferencia la ofrece la supersimetría.
Más allá de estos posibles descubrimientos, en el CDF del Fermilab
se está realizando una gran labor de confirmación del modelo estándar
con medidas de alta precisión de muchos de sus parámetros.
En dicha labor destacan la medida de la masa del quark top,
la medida de la masa del bosón vectorial W
y la acotación de la masa del bosón de Higgs mediante nuevos
intervalos de exclusión.
by.francisthemule
No hay comentarios:
Publicar un comentario