¿El bosón de Higgs se descompone en materia oscura?

No sabemos la respuesta a esa pregunta.

No conocemos ninguna de las propiedades físicas de las partículas de la materia oscura, solo sabemos cuánta materia oscura hay y tenemos límites sobre cuán poco interactúa con la materia normal y consigo misma.

Si la materia oscura es menos de la mitad de la masa del bosón de Higgs, menos de aproximadamente 60 GeV, entonces esta descomposición está cinemáticamente permitida. Ciertamente, es teóricamente posible que la materia oscura tenga una masa en este rango y tenga un acoplamiento de la forma: materia oscura – materia oscura – bosón de Higgs.

Es un poco difícil lograr que la materia oscura sea la descomposición dominante del bosón de Higgs debido a las búsquedas directas de materia oscura en colisionadores y también a experimentos de detección directa que buscan materia oscura galáctica que golpea detectores subterráneos. Tener la descomposición del bosón de Higgs en el rango de 0.1% a 10% es bastante plausible.

Los límites actuales de ATLAS y CMS se encuentran en los documentos a continuación. ATLAS establece un límite en la fracción de tiempo que un bosón Higgs de 125 GeV puede descomponerse en materia oscura como menos del 75%, mientras que el CMS establece el 58%.

[1402.3244] Búsqueda de decaimientos invisibles de un bosón de Higgs producido en asociación con un bosón Z en ATLAS
[1404.1344] Busque las caries invisibles de los bosones de Higgs en la fusión de bosones vectoriales y los modos de producción de ZH asociados

No sabemos qué es la materia oscura, o incluso si realmente existe. Sin embargo, algunos modelos que intentan explicar la materia oscura como hipotéticas partículas supersimétricas predicen que el bosón de Higgs podría descomponerse en estas partículas.

Este tipo de descomposición, por supuesto, aún no se ha observado experimentalmente, pero si se observa sería un descubrimiento completamente revolucionario.

(Para un trabajo de investigación sobre este tema, véase, por ejemplo, [1203.4563] descomposición de Higgs con monofotón + firma MET de ruptura de supersimetría a baja escala)

No, el bosón de Higgs se descompone en fermiones ordinarios o bosones vectoriales (bosones W o Z). Al menos hasta donde sabemos. Si el Higgs interactúa con un sector oscuro aún por descubrir, no es algo de lo que estemos al tanto, ni es algo insinuado por ningún dato experimental hasta la fecha (hasta donde yo sé).

Aquí hay una referencia a uno de los documentos actuales sobre la cuestión:

La partícula de Higgs puede desintegrarse en partículas de materia oscura, según un nuevo modelo

Por lo que vale, estoy apostando en contra de la idea porque requeriría una modificación extensa del Modelo Estándar.

More Interesting

¿Podría inventar una historia con personajes que llevan el nombre de cada partícula subatómica, explicando sus relaciones de una manera muy viva?

¿Existe alguna relación entre las oscilaciones de Neutrino y las 4 dimensiones?

Si los fotones tienen impulso y pueden empujar algo, ¿es constante la energía del fotón o se ve afectada después de una colisión?

¿Por qué ocurre la promoción de electrones?

¿Cuál es la diferencia entre un fonón y un fotón?

¿Por qué los bosones de Goldstone tienen masa cero?

¿Podrían los restos de quarks la materia oscura, que superan en número a los gluones?

¿Cómo se usaría la antimateria como combustible para cohetes?

¿Por qué las partículas sin masa como el fotón no pueden romper la barrera del límite de velocidad cósmica?

¿Existe alguna posibilidad de que las partículas virtuales se comporten más como un boomerang y solo parezcan no violar la conservación de las leyes de impulso?

¿Cuánto pesan los fotones si calculamos su masa usando el momento clásico dividido por su velocidad?

¿Qué partícula subatómica se usa como alternativa al electrón, para la distribución de energía, en naves extraterrestres?

¿El "cero absoluto" significa que las partículas (incluidos los electrones) dejan de moverse o que pierden toda la energía (ya que la energía es lo que también da masa a las partículas)? ¿El electrón deja de moverse en cero absoluto? Si es así, ¿no se fusionaría el núcleo?

Según QED, ¿por qué los electrones que se mueven hacia atrás se sienten atraídos por otros electrones?

¿Podemos hacer que parte del LHC sea transparente para poder observar visualmente cómo se ve?