La respuesta es esencialmente sí . La probabilidad de que se haya descubierto una partícula similar a Higgs es 99.99997% (eso es lo que significa significancia 5 [matemática] \ sigma [/ matemática]). Si consideramos que es esencialmente 100%, entonces el LHC ha descubierto el “Higgs”, o al menos lo menos que podemos decir es que el LHC ha descubierto una partícula neutra con una masa muy cercana a la masa de Higgs esperada y con algunas propiedades muy similar a las propiedades esperadas de partículas de Higgs.
El modelo estándar de física de partículas (que ha sido espectacularmente exitoso) ha predicho durante mucho tiempo que existiría una partícula de Higgs. El Higgs, de hecho, es la única partícula predicha del Modelo Estándar que no se había encontrado. El modelo estándar hace muchas predicciones sobre las propiedades detalladas de la partícula de Higgs, como todos los números cuánticos y todos los modos de descomposición de la partícula. Lo único que el modelo estándar no predice exactamente es la masa de la partícula de Higgs. Esto se debe a que la masa del Higgs es esencialmente uno de los parámetros de entrada del modelo estándar. Las restricciones basadas en experimentos anteriores han establecido límites superiores e inferiores para la masa de Higgs, pero el valor exacto de la masa no se predijo exactamente. Ahora, con los resultados del LHC, sabemos que la masa del Higgs es [matemática] 125.3 \ pm 0.6 [/ matemática] GeV: este valor está dentro del rango esperado de los límites superior e inferior de la masa de Higgs.
¿Cómo sabemos que esta partícula recién descubierta es el buscado Bosón de Higgs? La evidencia es que la masa medida está en el rango permitido para el Higgs, los tres modos de desintegración que se han medido aproximadamente ([matemática] \ gamma \ gamma, WW [/ matemática] y [matemática] ZZ [/ matemática]) son consistente con las predicciones del Modelo Estándar y estas desintegraciones implican además que la partícula debe tener carga 0 y debe ser un bosón. Todas estas propiedades se ajustan a las propiedades predichas del Higgs y no hay otras partículas bien predichas que tengan estas propiedades. Por lo tanto, la evidencia es convincente, pero no abrumadora, de que esta partícula recién descubierta es, de hecho, la partícula de Bosón de Higgs largamente buscada.
- ¿Existe algún método o fórmula para predecir los productos de una reacción nuclear?
- ¿Cómo se dirigen dos haces de partículas entre sí en el LHC?
- ¿Cómo pueden los fotones no tener masa pero seguir obedeciendo las leyes de la gravedad y tener impulso?
- ¿De qué está hecha la materia?
- ¿El bosón de Higgs interactúa con la materia oscura o la energía oscura?
Si se confirma completamente, esta partícula será la primera (¿y quizás la única?) Partícula de bosón escalar elemental jamás descubierta. Boson significa que el espín de la partícula es un número entero (mientras que los fermiones tienen medio espín integral), escalar significa que el espín es exactamente 0 y elemental significa que la partícula no está hecha de múltiples partículas constituyentes: el núcleo del átomo de helio (el partícula alfa) es un ejemplo de un bosón escalar pero no es una partícula elemental ya que está hecho de dos protones y dos neutrones (por supuesto, incluso los protones y los neutrones son partículas compuestas hechas de quarks y gluones)
Aunque el modelo estándar ha sido espectacularmente exitoso, se sabe desde hace tiempo que tiene que haber una nueva física más allá del modelo estándar. Por ejemplo, el Modelo Estándar no explica por qué hay tanta materia ordinaria (electrones, protones y neutrones) en el universo; si el Modelo Estándar fuera exactamente correcto, no existiríamos porque solo habría una pequeña cantidad de materia ordinaria en nuestro universo Entonces, durante mucho tiempo, los físicos experimentales de partículas han estado buscando desviaciones del Modelo Estándar para darnos orientación sobre cómo idear una mejor teoría del universo. Hasta ahora solo se han encontrado desviaciones muy pequeñas y estas desviaciones aún no han permitido comprender por qué la materia ordinaria es tan abundante.
En los próximos 6 meses (a unos pocos años), muchas más propiedades predichas del Modelo Estándar de esta partícula “Higgs” recién descubierta se medirán en el LHC. Esto tiene a los físicos de partículas teóricos y experimentales muy entusiasmados ya que la esperanza es que algunas de estas propiedades no estén de acuerdo con las predicciones del Modelo Estándar. Todos queremos algún desacuerdo con las predicciones del Modelo Estándar, ya que eso nos dará una guía sobre cómo el Modelo Estándar necesita ser modificado para llegar a una mejor teoría que nos permita hacer mejores explicaciones y predicciones de las propiedades del universo. ¡El resultado más decepcionante será si todas las propiedades medidas del Higgs coinciden exactamente con las predicciones del modelo estándar de Higgs! La emoción viene de tener un área completamente nueva en física de partículas donde las predicciones del Modelo Estándar pueden confirmarse o corregirse.
Es por eso que la segunda oración de esta respuesta dice que se ha descubierto una partícula “similar a Higgs”, esperamos que tenga algunas, pero no todas , de las propiedades de la partícula de Higgs modelo estándar.