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Los teóricos perplejos por toques de nueva partícula inesperada
Cientos de artículos intentan explicación de los datos del LHC sorprendente
NUEVA LUZ Una posible nueva partícula aparece en colisiones de protones en el Gran Colisionador de Hadrones que producen dos fotones, como en un evento (ilustrado aquí) visto por el detector CMS.
CMS / CERN
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Los físicos pueden pronto saben si una potencial nueva partícula subatómica es algo más allá de sus sueños más salvajes - o si es que existe.
Indicios de la nueva partícula surgieron en diciembre pasado en el Gran Colisionador de Hadrones. Los teóricos han logrado un cientos de artículos que tratan de explicar la existencia de la partícula -suponiendo que no es una casualidad estadística. Los científicos están empezando a converger en las explicaciones más probables.
"Si esto es cierto, es enorme. Es muy diferente de lo que los últimos 30 años de la física de partículas parecían ", dice el físico teórico David Kaplan, de la Universidad Johns Hopkins.
La especulación fue provocada por una maniobra sutil en los datos de dos experimentos, ATLAS y CMS, en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN ( SN: 01/09/16, p 7. ). La protuberancia sugiere una nueva partícula que se desintegra en dos fotones, pero lo que la partícula podría ser no está claro - sus propiedades no se alinean con las expectativas de los científicos.
"No estoy al tanto de cualquier persona que se había predicho la existencia de esta partícula," dice John Ellis del King College de Londres. "Hay un plato en la mesa que nadie puede recordar el pedido."
Más de 300 artículos en arXiv.org tomar una foto en explicar los orígenes de la partícula potencial, y el 12 de abril, Physical Review Letters publicaron cuatro documentos, seleccionados para dar una idea de los tipos de teorías que podrían explicar las observaciones .
Una de las explicaciones más plausibles, dicen los científicos, es que la partícula es un compuesto, formado por los componentes más pequeños, al igual que los protones y los neutrones están formados por quarks. La fuerza nuclear fuerte une los quarks en estos nucleones; la nueva partícula se compone de partículas quarklike se mantienen unidos por un nuevo tipo de fuerza fuerte. "Creo que ese es el modelo que funciona mejor con los datos", dice el físico teórico Kathryn Zurek, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California.
La partícula también podría ser similar a la del bosón de Higgs - que fue descubierta en el LHC en 2012 (SN:. 7/28/12, pág 5 ) - pero con una masa seis veces más grande. Todavía otras teorías proponen que la posible nueva partícula es un gravitón, que se cree para transmitir la fuerza de la gravedad. La mayor limitación en la elaboración de una teoría, o modelo, para explicar el origen de la nueva partícula es que se ha revelado hasta ahora en sí en sólo un tipo de decaimiento, donde produce dos fotones. Si se desintegra en dos fotones, dice el físico teórico Mateo Buckley, de la Universidad de Rutgers en Piscataway, Nueva Jersey, "es de esperar que también va a otras cosas, y el hecho de que nosotros no vemos que hace que sea difícil para muchos modelos que sean derecho."
Además desconcertante es que la partícula no parece resolver fácilmente cualquiera de los grandes misterios de la física de partículas. No proporciona una explicación obvia para la materia oscura, una sustancia no identificada que representa más del 80 por ciento de la materia en el universo. Y no explica fácilmente un rompecabezas persistente conocido como el problema de la jerarquía, que se relaciona con la masa del Higgs. Según la teoría, los físicos ingenuidad esperar que el Higgs tiene una masa enormemente grande, pero por razones desconocidas, se encuentra a una escala mucho menor.
Muchos físicos habían puesto sus esperanzas para resolver estos problemas en un concepto teórico llamada supersimetría, que propone que cada partícula conocida tiene una pareja más pesada. Sin embargo, aunque los teóricos han inventado explicaciones supersimétricas de la partícula, no parece encajar fácilmente en la caja, tampoco. "Esta cosa no huele como la supersimetría", dice María Spiropulu de Caltech, un físico de partículas experimental con CMS.
La falta de explicaciones simples hace que algunos físicos más escépticos de que realmente existe la partícula. En cambio, creen que es más probable que un asunto que desaparecerá con más datos. "Si hubiera sido algo que se esperaba con confianza en algún escenario bien motivada como la supersimetría, entonces yo creo que la gente sería mucho más seguro de su realidad", dice Ellis.
Los experimentos del LHC están actualmente preparando para volver a tomar los datos después de unos meses en el hiato. Así que los científicos esperan respuestas por el verano, cuando hay más datos podrían proporcionar detalles adicionales - o hacer que los indicios de una nueva partícula se evaporan.
Los análisis actualizados presentados por ATLAS y CMS en el caso de marzo de fortalecerse ligeramente, por lo que los físicos más optimista que los consejos se sostendrán con más datos. En particular, dice Spiropulu, los primeros signos de la largamente buscado bosón de Higgs se presentaron de una manera similar antes de que se confirmaron. Por lo tanto, según ella, los físicos teóricos tienen una licencia para ser excitado. "Se espera que van fuera de control."
Indicios de la nueva partícula surgieron en diciembre pasado en el Gran Colisionador de Hadrones. Los teóricos han logrado un cientos de artículos que tratan de explicar la existencia de la partícula -suponiendo que no es una casualidad estadística. Los científicos están empezando a converger en las explicaciones más probables.
"Si esto es cierto, es enorme. Es muy diferente de lo que los últimos 30 años de la física de partículas parecían ", dice el físico teórico David Kaplan, de la Universidad Johns Hopkins.
La especulación fue provocada por una maniobra sutil en los datos de dos experimentos, ATLAS y CMS, en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN ( SN: 01/09/16, p 7. ). La protuberancia sugiere una nueva partícula que se desintegra en dos fotones, pero lo que la partícula podría ser no está claro - sus propiedades no se alinean con las expectativas de los científicos.
"No estoy al tanto de cualquier persona que se había predicho la existencia de esta partícula," dice John Ellis del King College de Londres. "Hay un plato en la mesa que nadie puede recordar el pedido."
Más de 300 artículos en arXiv.org tomar una foto en explicar los orígenes de la partícula potencial, y el 12 de abril, Physical Review Letters publicaron cuatro documentos, seleccionados para dar una idea de los tipos de teorías que podrían explicar las observaciones .
Una de las explicaciones más plausibles, dicen los científicos, es que la partícula es un compuesto, formado por los componentes más pequeños, al igual que los protones y los neutrones están formados por quarks. La fuerza nuclear fuerte une los quarks en estos nucleones; la nueva partícula se compone de partículas quarklike se mantienen unidos por un nuevo tipo de fuerza fuerte. "Creo que ese es el modelo que funciona mejor con los datos", dice el físico teórico Kathryn Zurek, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California.
La partícula también podría ser similar a la del bosón de Higgs - que fue descubierta en el LHC en 2012 (SN:. 7/28/12, pág 5 ) - pero con una masa seis veces más grande. Todavía otras teorías proponen que la posible nueva partícula es un gravitón, que se cree para transmitir la fuerza de la gravedad. La mayor limitación en la elaboración de una teoría, o modelo, para explicar el origen de la nueva partícula es que se ha revelado hasta ahora en sí en sólo un tipo de decaimiento, donde produce dos fotones. Si se desintegra en dos fotones, dice el físico teórico Mateo Buckley, de la Universidad de Rutgers en Piscataway, Nueva Jersey, "es de esperar que también va a otras cosas, y el hecho de que nosotros no vemos que hace que sea difícil para muchos modelos que sean derecho."
Además desconcertante es que la partícula no parece resolver fácilmente cualquiera de los grandes misterios de la física de partículas. No proporciona una explicación obvia para la materia oscura, una sustancia no identificada que representa más del 80 por ciento de la materia en el universo. Y no explica fácilmente un rompecabezas persistente conocido como el problema de la jerarquía, que se relaciona con la masa del Higgs. Según la teoría, los físicos ingenuidad esperar que el Higgs tiene una masa enormemente grande, pero por razones desconocidas, se encuentra a una escala mucho menor.
Muchos físicos habían puesto sus esperanzas para resolver estos problemas en un concepto teórico llamada supersimetría, que propone que cada partícula conocida tiene una pareja más pesada. Sin embargo, aunque los teóricos han inventado explicaciones supersimétricas de la partícula, no parece encajar fácilmente en la caja, tampoco. "Esta cosa no huele como la supersimetría", dice María Spiropulu de Caltech, un físico de partículas experimental con CMS.
La falta de explicaciones simples hace que algunos físicos más escépticos de que realmente existe la partícula. En cambio, creen que es más probable que un asunto que desaparecerá con más datos. "Si hubiera sido algo que se esperaba con confianza en algún escenario bien motivada como la supersimetría, entonces yo creo que la gente sería mucho más seguro de su realidad", dice Ellis.
Los experimentos del LHC están actualmente preparando para volver a tomar los datos después de unos meses en el hiato. Así que los científicos esperan respuestas por el verano, cuando hay más datos podrían proporcionar detalles adicionales - o hacer que los indicios de una nueva partícula se evaporan.
Los análisis actualizados presentados por ATLAS y CMS en el caso de marzo de fortalecerse ligeramente, por lo que los físicos más optimista que los consejos se sostendrán con más datos. En particular, dice Spiropulu, los primeros signos de la largamente buscado bosón de Higgs se presentaron de una manera similar antes de que se confirmaron. Por lo tanto, según ella, los físicos teóricos tienen una licencia para ser excitado. "Se espera que van fuera de control."
