Esta figura de ATLAS es el mejor resumen
de la conferencia de hoy sobre el bosón de Higgs.
¡Preciosa!
Muestra justo lo que tiene que mostrar una figura de este tipo en caso de que exista un bosón de Higgs con una masa alrededor de 126 GeV.
La línea continua de puntos está claramente por encima de la banda amarilla en una región donde la línea discontinua está por debajo de la unidad,
es decir, donde el experimento tiene sensibilidad suficiente para observar este tipo de señal.
Obviamente, los datos analizados durante 2011 son insuficientes para afirmar de forma rotunda que el Higgs existe y habrá que esperar a 2012 (como yo ya había dicho en reiteradas ocasiones en este blog).
Sin embargo, esta figura es preciosa, una alegría para la vista.
Yo soy empírico y soñador por naturaleza así que seamos cautos,
esta señal que apunta hacia la existencia de Higgs con una masa de unos 126 GeV solo tiene una confianza estadística de 2,3 sigma y el pico tan bonito de la curva negra podría ser una fluctuación estadística, una trampa puesta por el destino para confundir a los físicos.
Permíteme la licencia, director del CERN, ha acabado la conferencia de prensa de hoy afirmando “See you the next year for the discovery.”
Estas últimas palabras le delatan.
Como mi entusiasmo me delata a mí.
He disfrutado mucho del webcast de la conferencia de hoy en el CERN.
Vamos a ello.
Esta figura, también de ATLAS, corresponde a la exclusión del Higgs en todo el rango de masas explorado en el LHC este año tras el análisis combinado
de tres canales de búsqueda del Higgs.
Esta figura excluye con una confianza del 95% C.L. un Higgs en el rango
de masas entre 112,7 y 115,5 GeV (por primera vez un experimento supera
la barrera de los 114,4 GeV obtenida por LEP2 hace 10 años), en el rango entre 131 y 237 GeV (mejorando el resultado de agosto que se iniciaba
en 141), y en el rango entre 251 y 453 GeV (aunque el rango entre
237 y 251 GeV fue excluido por el resultado combinado ALTAS+CMS).
Como resultado, ATLAS nos indica que el bosón de Higgs, si existe, tiene una masa entre 115,5 y 131 GeV; el cerco se estrecha hasta ahogar al Higgs y por supuesto, podría no existir, aunque quien esto escribe cree que sí existe (pero ahora mismo es solo una opinión personal derivada de los tests
de precisión del modelo estándar que a mí me ofrecen muchas garantías,
que no todo el mundo comparte).
En esta figura se ve peor el pico que apunta a un Higgs con una masa
de 126 GeV, porque es muy estrecho en esta escala (como tiene que ser).
Las figuras anteriores son de exclusión (validan la hipótesis de que no exista un Higgs), al contrario que estas dos figuras que nos ilustran las posibilidades de existencia del Higgs.
Cuando más próxima esté la curva al valor cero más probable es que
el Higgs no existe para dicha masa y cuanto más cerca esté del valor uno
es más probable que existe; los valores alejados del cero y del uno son valores con mucha incertidumbre y los datos obtenidos no aportan
información al respecto.
La más interesante es la figura de la derecha
que muestra el rango bajo de masas.
Claramente se ve que los datos apuntan a un bosón de Higgs con una masa entre 117 y 131 GeV con preferencia por un valor entre 120 y 130 GeV.
El canal que domina esta figura es la desintegración del Higgs en dos fotones, contribuyendo de forma positiva un poco el canal ZZ y contribuyendo de forma negativa el canal WW (todavía hay muy pocos
datos analizados en este canal).
Gran parte de la incertidumbre por debajo de 120 GeV se debe
a la de estos dos canales (ZZ y WW).
Finalmente, acabo con los resultados de ATLAS mostrándote esta figura que indica la consistencia entre los datos observados y la hipótesis
de que no exista el Higgs.
Alrededor del valor 126 GeV hay un pico hacia abajo clarísimo, indicativo
de que los datos combinados apuntan a un Higgs; la razón es que los tres canales de búsqueda del Higgs analizados apuntan en la misma dirección (tienen picos hacia abajo que se combinan).
Esta es la señal que todos esperábamos que se observara y la evidencia, aunque solo sea a 2,3 sigma, con los pocos datos analizados
(todos los de 2011 son pocos para un Higgs de baja masa),
es la señal que muchos esperábamos que se obsrevara.
Si quieren que les diga la verdad, yo ahora lo tengo aún más claro
y mi opinión es aún más firme, mi opinión es que el bosón de Higgs existe
y será encontrado en el LHC el año próximo (en junio o julio habrá un anuncio de un descubrimiento definitivo).
Todas estas figuras están extraídas de la charla de Fabiola Gianotti,
portavoz del experimento ATLAS del LHC, sobre los resultados obtenidos
para el Higgs tras el análisis de 4,9 /fb (inversos de femtobarn) de colisiones protón-protón a 7 TeV c.m.
El resultado observado por ATLAS, que apunta a un Higgs con una masa
de unos 126 GeV con una confianza estadística global de 2,3 sigmas,
lo repito aunque pueda parecer pesado, se obtenido tras combinar
tres canales de búsqueda del Higgs: la desintegración en dos fotones,
H →ɣɣ (tras analizar 4,9 /fb de datos de colisiones), la desintegración
en dos bosones Z que conduce a cuatro leptones en los detectores
H →ZZ→ℓℓℓℓ (tras analizar 4,8 /fb de datos), y la desintegración
en dos bosones W que conduce a dos leptones y dos neutrinos, H →WW→ℓνℓν (aunque este canal no ha sido actualizado con nuevos datos y se han utilizado 2,1 /fb que ya se analizaron en agosto pasado).
Por qué solo estos tres canales.
Porque otros canales de análisis no tienen sensibilidad suficiente para excluir un Higgs de baja masa, por ello no han sido considerados.
Si quieren más información técnica puedes disfrutar de The ATLAS collaboration, “Combination of Higgs Boson Searches with up to 4.9 /fb of pp Collision Data Taken at √s = 7 TeV with the ATLAS Experiment at the LHC,” ATLAS-CONF-2011-163, Dec. 12, 2011 [figuras y más información].
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