Miden por primera vez cómo la masa de una partícula elemental de la materia cambia a energías muy altas
Investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) miden por primera vez la masa del quark fondo (o quark b del inglés bottom quark) a partir de sus interacciones con el bosón de Higgs; y confirman que esta masa puede variar
El trabajo, publicado en Physical Review Letters, se realizó en colaboración con investigadores de las universidades de Viena y Tohoku, y con el Instituto Paul Scherrer
El Modelo Estándar de la física de partículas, la teoría que mejor describe la materia visible del Universo, predice que muchas de las propiedades de las partículas tienen valores diferentes según la energía a la que se observen. Esto ocurre también con la masa de las partículas elementales, y lo acaba de confirmar un grupo multidisciplinar de investigadores teóricos y experimentales del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) –centro mixto de la Universitat de València (UV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)–, gracias al acelerador de partículas más potente del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN (LHC). Allí han observado cómo un bosón de Higgs se desintegra en quarks fondos, uno de los constituyentes fundamentales de la materia.
Combinando estas observaciones con otras obtenidas en LEP, el anterior acelerador del CERN, los investigadores del IFIC, en colaboración con investigadores de las Universidades de Viena (Austria) y Tohoku (Japón), y el Instituto Paul Scherrer (Suiza), han medido la masa del quark fondo con una precisión del 14%, y han confirmado además que es más ligero a energías más altas. El valor obtenido es compatible con las predicciones del Modelo Estándar, y descarta la hipótesis de que la masa no cambie con la energía. Este trabajo lo presentó Marcel Vos, investigador del IFIC, en la prestigiosa conferencia Rencontres de Moriond (Francia), y se acaba de publicar en la revista Physical Review Letters.
“Demostrar que las masas de las partículas elementales cambian en función de la energía del experimento es, en primer lugar, una prueba clara de su comportamiento cuántico. Medir además ese cambio con gran precisión permite, por un lado, someter a un test de estrés la validez de las predicciones del Modelo Estándar y, por otro, intuir la posible existencia de nuevas partículas o fuerzas en caso de que los datos se desvíen de la evolución esperada”, señala Germán Rodrigo, investigador del IFIC.
El análisis llevado a cabo por los investigadores del IFIC también incluye un estudio prospectivo sobre las mejoras que podrían derivarse de los nuevos datos que el LHC va a obtener en los próximos años, así como de futuros colisionadores que puedan actuar como ‘fábricas de Higgs’ en los que se generen grandes cantidades de estas partículas, lo cual permitiría estudiar en mucho más detalle las masas de los quarks a altas energías.
