El resultado final sobre la búsqueda del Higgs en el Tevatrón del Fermilab

Hoy en Moriond 2012 se ha publicado el resultado final combinado DZero+CDF en el Tevatrón del Fermilab para la búsqueda del Higgs; el resultado es más espectacular de lo esperado, confirmando la señal observada por ATLAS y CMS en el LHC del CERN que apunta a un Higgs con una masa baja entre 117 y 127 GeV. Por cuestiones técnicas el Tevatrón no tiene resolución suficiente para apuntar hacia un Higgs con una masa de 125 GeV y por ello muestra un pico bastante ancho. 

Aún así, este resultado es el mejor que se puede obtener con el Tevatrón debido a sus limitaciones intrínsecas en su sensibilidad a un Higgs con una masa baja. 

Todos los que ansiamos que el Higgs sea descubierto este año creemos que este nuevo resultado es una gran contribución del Tevatrón a la búsqueda del Higgs. Más información en la nota de prensa de hoy en el Fermilab, que incluye figuras y vídeos aparte. 

Más información divulgativa en Jason Palmer, “Higgs boson hints multiply in US Tevatron facility data,” BBC News, 7 March 2012. Más información en español en “Tevatron observa indicios del bosón de Higgs consistentes con los del LHC usando distintas técnicas,” CPAN Ingenio, 7 marzo 2012.

Para los interesados en detalles técnicos, la figura que abre esta entrada combina los resultados obtenidos por los expermientos CDF y DZero tras analizar unos 10 /fb de datos de colisiones protón-antiprotón a 1,96 TeV cm (todos los datos almacenados en disco de las colisiones en el Tevatrón que finalizó su operación a finales de septiembre del año pasado).

 La figura muestra una evidencia a 2,2 sigma de un Higgs con una masa baja, entre 115 y 135 GeV (el Tevatrón con solo 10/fb de datos no tiene resolución suficiente para reducir este intervalo). 

Además, el Tevatrón excluye al 95%

 CL un Higgs con una masa entre 147 y 179 GeV, algo que hoy tiene poco interés porque el LHC lo excluye en un intervalo más grande.

La combinación a ojo de buen cubero de los datos del Tevatrón y del LHC muestra una evidencia a unos 3 sigma (más o menos 1 entre 740) de la existencia de un Higgs con una masa entre 117 y 127 GeV. 

Habrá que estar al tanto de la combinación no oficial de Philip Gibbs que cuantificará con más detalle esta estimación (seguramente saldrá esta tarde-noche). Además, esta noche habrá un webcast sobre la búsqueda del Higgs 

en el Fermilab a las 21:00 horas . 

¿Qué son CDF y DZero en el Tevatrón? CDF es un experimento internacional de 430 físicos de 58 instituciones en 15 países.

 DZero es un experimento internacional llevada a cabo por 446 físicos de 82 instituciones en 18 países.

 Ambos experimentos forman parte del Tevatrón, situado en el Femilab (Laboratorios Nacionales Fermi) en Batavia, a las afueras de Chicago, EE.UU.

 El Tevatrón es un colisionador de hadrones donde se hacen colisionar haces de protones contra haces de antiprotones (su antipartícula) con una energía total en el centro de masas de la colisión de 1,96 TeV (el LHC funcionó el año pasado con colisiones protón contra protón a 7 TeV y este año funcionará con colisiones a 8 TeV).

Por supuesto, ”todavía hay mucho trabajo por delante antes de que la comunidad científica puede decir con seguridad si existe el bosón de Higgs;” de hecho, el Tevatrón todavía no ha dicho su última palabra pues se está trabajando en la mejora de las técnicas estadísticas de análisis de los datos

 y quizás para finales de año pueda publicarse alguna mejora del resultado publicado hoy; el Fermilab tiene que “exprimir hasta la última gota todos

 los datos del Tevatrón.”

 Lo importante que un lego debe saber es que este año, el año

 del descubrimiento del Higgs, el Tevatrón y el LHC son complementarios y la combinación de todos sus resultados es la primera señal que está alumbrando la existencia del Higgs de baja masa. 

Los resultados más interesantes del Tevatrón son los obtenidos en el canal 

de desintegración del Higgs en un par de quarks bottom, pero este canal es muy difícil de estudiar pues ambos bottom se observan en forma de chorros 

de hadrones cuyas propiedades son difíciles de cuantificar en detalle (hay que recordar que los detectores del CDF y DZero tienen más de 10 años 

y son menos precisos que los del LHC).

Como nos dicen en la nota de prensa del Fermilab, el LHC y el Tevatrón está tomando una “foto” del Higgs con cámaras diferentes y la del Tevatrón es una cámara desenfocada; para lograr que mejore su foco es necesario mejorar 

las técnicas de análisis de los datos y ese es el objetivo durante este año para los físicos del Fermilab. 

La “foto” del Higgs que ofrecerá el LHC este verano (con unos 5 /fb de datos de colisiones protón-protón a 8 TeV) será mucho más nítida, aunque aún no podemos asegurar que vaya a ser la definitiva. 

Como ya muchos saben yo predije 

 que el Higgs se descubriría este invierno. 

Si al final me equivoco, será por poco porque su descubrimiento será proclamado, a más tardar, a finales de este año. 

Solo una catástrofe en el LHC podría evitarlo. 

Crucemos los dedos.