La supersimetría (SUSY) será difícil de encontrar en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.
Las colaboraciones CMS y ATLAS han publicado los resultados de una su primera búsqueda de la supersimetría: descartan la existencia de squarks y gluinos con una masa inferior a 700 GeV/c² al 95% C.L.
Por supuesto, hay muchas variantes de la SUSY y este resultado ha de ser interpretado con cuidado. Ambas colaboraciones han considerado ciertos parámetros razonables compatibles con las teorías llamadas mSUGRA y CMSSM.
La figura que abre esta entrada ha sido extraída del artículo de ATLAS e incluye los resultados de CMS, así como resultados previos de LEP y del Tevatrón (CDF y DZero).
Los ejes de la figura corresponden a dos parámetros típicos de un modelo particular de supersimetría.
El eje horizontal está relacionado con la masa de los squarks (los supercompañeros de los quarks) mientras que el eje vertical está relacionado con la masa de los gauginos (los supercompañeros de los bosones vectoriales, como los gluinos, supercompañeros de los gluones).
Los nuevos resultados descartan los valores de estos parámetros por debajo de las curvas roja (ATLAS) y negra (CMS); el más restrictivo es el resultado de ATLAS y en la parte horizontal el de LEP en azul.
La teoría mSUGRA corresponde al modelo de supergravedad mínimo y CMSSM a la extensión supersimétrica mínima restringida del modelo estándar. Modelos supersimétricos más complicadas podrían implicar límites menos restrictivos. Los artículos técnicos para los interesados son The ATLAS Collaboration, “Search for supersymmetry using final states with one lepton, jets, and missing transverse momentum with the ATLAS detector in sqrt{s} = 7 TeV pp,” ArXiv, 11 Feb 2011, y The CMS Collaboration, “Search for Supersymmetry in pp Collisions at 7 TeV in Events with Jets and Missing Transverse Energy,” ArXiv, 8 Jan 2011.
Se han hecho eco de estos resultados muchísimos blogs, como Flip Tanedo, “No love for low scale supersymmetry at the LHC,” US LHC Blog, 14 Feb 2011; Jester, “What LHC tells about SUSY,” Résonaances,
La supersimetría es una extensión del Modelo Estándar en el que cada partícula y cada antipartícula tiene una partícula supercompañera (para los fermiones se añade una “s” al principio del nombre, como los squarks para los quarks, y para los bosones se añade el sufijo “ino” al final del nombre, como gluinos para los gluones).
La supersimetría (SUSY) no es una simetría exacta de la naturaleza (ya que entonces todos las partículas y las superpartículas tendrían la misma masa) y tiene que estar rota de tal forma que las superpartículas tengan masas mucho más grandes que las partículas.
¿Cuánto más grandes? Nadie lo sabe.
Los más optimistas confían en que estarán al alcance del LHC del CERN que en los próximos años proclamará el descubrimiento de la SUSY (con el correspondiente Premio Nobel).
Los más pesimistas recuerdan que la supersimetría ”recomienda” que las supercompañeras tengan masas muy grandes, fuera del alcance del LHC del CERN (y quizás fuera del alcance los grandes colisionadores de partículas hasta finales del s. XXI).
La única esperanza de encontrar la supersimetría en el LHC está en la materia oscura: la partícula supersimétrica más ligera (LSP) es un candidato natural para la materia oscura.
Su masa debe estar en el rango de los cientos de GeV, en cuyo caso será encontrada en el LHC en los próximos años.
¿Cómo la encontrará?
Gracias a pérdidas de energía en las colisiones y a la formación de chorros. Sin embargo, el nuevo resultado de ATLAS y CMS no es una buena noticia para la supersimetría.
Una de las características más atractivas de la supersimetría es que resuelve el problema de la jerarquía asociado a la masa del Higgs, pero requiere que las superpartículas tengan una masa por encima pero cercana a las partículas que conocemos.
El nuevo resultado excluye gran parte del espacio de parámetros supersimétricos (en la teoría CMSSM) que permiten resolver este problema
(si se confirma que el Higgs tiene una masa
inferior a 200 GeV).
La siguiente figura lo muestra de forma muy llamativa (Alessandro Strumia, “Implications of rst LHC results: Large extra dimensions & SuperSymmetry“).
La finísima línea blanca entre la zona azul de la izquierda y la zona roja de la derecha es la única permitida.
Por supuesto, los teóricos de la SUSY dirán que esta figura es muy pesimista y que el espacio de posibles extensiones supersimétricas
del modelo estándar es tan amplio que el resultado del LHC del CERN no excluye para nada la SUSY.
Sobre opiniones siempre hay mucho escrito.
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