Primera observación de la creación de un solo quark t con los bosones W y Z

Este fenómeno increíblemente raro, observado en un experimento ejecutado en el acelerador de partículas LHC del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas), podría ayudar a sondear las fuerzas fundamentales de la naturaleza y a explorar las fronteras de la física conocida.

Los experimentos en el LHC (Large Hadron Collider) detectan fenómenos inusuales casi a diario, pero algunos son excepcionalmente inusuales, como este último resultado del detector CMS del LHC.

Por vez primera, el equipo de científicos del CMS ha observado la producción de un quark t junto con un bosón W y un bosón Z, un proceso extremadamente raro que ocurre solo una vez cada billón de colisiones de protones. Encontrar este evento en los datos del LHC es como buscar y encontrar una aguja en un pajar del tamaño de un estadio olímpico.

La creación de un quark t, un bosón W y un bosón Z, conocida como producción tWZ, abre una nueva ventana para indagar en las fuerzas fundamentales de la naturaleza.

Evento, observado en el detector CMS, cuya “firma” concuerda con la que cabe esperar de la producción conjunta de un quark t, un bosón W y un bosón Z (trío tWZ). El quark t se desintegra en un quark b y un bosón W; el quark b produce un jet (chorro) y el bosón W se desintegra en dos jets. Los jets están representados por los conos amarillos. El bosón W original se desintegra en un muón y un neutrino (no observado). El bosón Z se desintegra en dos muones. Los muones están representados por las líneas rojas. (Imagen: CMS collaboration)

Al estudiar detenidamente este caso de producción tWZ, los físicos pueden investigar cómo interactúa el quark t con la fuerza electrodébil, transportada por los bosones W y Z. Además, el quark t es la partícula fundamental conocida más pesada, lo que implica que tiene la interacción más fuerte con el campo de Higgs; por lo tanto, el estudio del proceso tWZ podría conducir hasta un conocimiento mucho más amplio del mecanismo de Higgs. También podría indicarnos indicios de nuevos fenómenos y de la existencia de una física más allá del Modelo Estándar.

El equipo de científicos del detector CMS ha descubierto que la tasa de la producción tWZ es ligeramente superior a la predicha por la teoría. Los datos y análisis futuros aclararán si se trata simplemente de una fluctuación estadística o si podría ser el primer indicio de algo que existe más allá de las leyes conocidas de la física. (Fuente: NCYT de Amazings)