Una anomalia a l'LHC podria suggerir l’existència d’una nova partícula

26/03/2015

El Model Estàndard, el model teòric més complet que existeix fins ara per explicar l’univers -completat amb la descoberta del bosó de Higgs-, té mancances i no permet explicar fenòmens com ara la matèria fosca o la interacció gravitatòria entre partícules. Els físics cerquen una teoria més fonamental a la que anomenen “Nova Física”, però  encara no s’ha trobat cap prova de la seva existència, a banda de l’observació indirecta de la matèria fosca, deduïda, entre d’altres, a partir del moviment de les galàxies.
 
Un equip de físics format per J. Virto (Universitat de Siegen, Alemanya), L. Hofer (UAB), S. Descotes-Genon (LPT-París, França) i el professor del Departament de Física de la UAB Joaquim Matias, va predir l’any 2013 que aquesta Nova Física implicaria l’existència d’unes desviacions en la probabilitat d’una desintegració molt específica d’una partícula, el mesó B. Detectar aquestes petites desviacions mitjançant un experiment podria donar la primera prova de l’existència d’aquesta teoria més fonamental. 
 
El juliol de 2013, científics del detector LHCb, un dels grans experiments que es duen a terme a l’accelerador LHC del CERN, van mostrar a la conferència internacional de física de partícules EPS 2013 d’Estocolm (Suècia), els resultats de les mesures experimentals d’aquesta desintegració del mesó B. Les mesures mostraven unes desviacions respecte de les prediccions del Model Estàndard, unes anomalies i tensions que podien ser explicades sota la hipòtesi que la Nova Física modifiqués les prediccions  del Model Estàndard d’una forma molt concreta segons els investigadors de la UAB havien calculat. Tot i això, calia més mesures, atès que la probabilitat que aquestes desviacions fossin fruit de l’atzar i no de les prediccions teòriques encara eren prou elevades.
 
En la reunió anual de física de partícules a LaThuile, als Alps italians, que ha tingut lloc entre els proppassats 14 i 21 de març d’enguany, un equip de físics de l’experiment LHCb, del CERN, ha presentat els darrers resultats dels nous experiments sobre la desintegració del mesó B. És important remarcar la dificultat de l’anàlisi experimental que ha dut a terme l’LHCb, involucrant la introducció de noves tècniques i l’experiència de brillants científics de l’LHCb (els autors de contacte són N. Serra, K. A. Petridis y C. Langenbruch). Les dades presentades ara amb molta més estadística confirmen el patró de desviacions observat en la mesura anterior. Els investigadors apunten que una classe de models de Nova Física que podrien explicar aquests resultats serien els que postulen l’existència d’una nova partícula anomenada Z’.

Per a Joaquim Matias, “ara som al primer pas, és a dir, confirmant les desviacions amb molta més estadística. L’anàlisi d’aquestes dades, juntament amb la d’altres canals que també mostren desviacions, dóna una significança per sobre de 4 sigmes -en paral·lel un altre grup format per W. Altmannshofer i D. Straub troben també un patró molt similar al nostre-. Ara som a la fase d’interpretació de les dades, i hi ha dues possibilitats. O bé s’està observant la Nova Física, o bé es tracta d’una conspiració hadrònica dins del Model Estàndard que generi les desviacions observades. La feina dura és establir clarament aquesta diferència, i això requerirà encara temps i més dades.” “La feina a LHCb i dels grups teòrics no s’acaba aquí i ulteriors anàlisis amb altres tècniques, i amb més dades, poden ajudar a aclarir la gran pregunta de si el que observem és Nova Física o no”, conclou Matias.

Més informació:
Article científic de Joaquim Matias sobre aquests resultats: 
Confirmation of the anomaly observed at LHCb: New Physics or hadronic conspiracy?