Científicos del Laboratorio Fermi (Chicago, EE.UU.) presentan hoy los resultados de un análisis de datos obtenidos en el detector CDF del acelerador Tevatron en el que encuentran evidencias significativas de un exceso de datos sobre las predicciones teóricas. Los resultados, aún no confirmados por otros experimentos, suponen una sorpresa para la comunidad científica, ya que, de validarse, revelarían la existencia de “nueva física” distinta a la del Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones. Según las interpretaciones, podría tratarse de un bosón de Higgs distinto al propuesto por la teoría, o bien otra partícula portadora de una nueva fuerza. Los resultados se han enviado para su publicación en Physical Review Letters.

Los investigadores analizaron una muestra selecta de datos de 10.000 colisiones protón-antiprotón registradas en el detector CDF del acelerador Tevatron, que cerrará en septiembre de este año tras dos décadas de funcionamiento al no conseguir financiación extra del Gobierno estadounidense. La muestra seleccionaba colisiones con dos chorros (jets) de partículas hadrónicas y una partícula W decayendo en partículas leptónicas (electrón o muón y sus neutrinos correspondientes). W es una de las partículas portadora de interacción débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza junto a la interacción fuerte, la electromagnética y la gravedad.

En el estudio de la masa invariante de los dos jets producidos, los científicos de CDF encontraron un exceso de energía en unos 250 casos frente a lo esperado, en torno a los 144 gigaelectronvoltios (GeV). Este exceso respecto a las predicciones del Modelo Estándar podría indicar el resultado de la desintegración de una nueva partícula con una masa de entre 120 y 160 GeV (120 a 160 veces más pesada que un protón). Una explicación posible sería una evidencia de una nueva versión inesperada del bosón de Higgs, la partícula que según el Modelo Estándar otorgaría masa al resto. Otra, que se trate de una partícula portadora de una nueva fuerza que operaría a nivel subatómico y se añadiría a las cuatro ya existentes.

Los resultados obtenidos por la colaboración CDF han sorprendido a la comunidad científica internacional, ya que, de comprobarse ciertos, supondrían el descubrimiento de una nueva partícula más allá del Modelo Estándar. Pero de momento el resultado tiene un nivel de confianza de tres sigmas, insuficiente para ser considerado un “verdadero” descubrimiento.

En la colaboración CDF participan investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidad de Cantabria), del Instituto de Física de Altas Energías (IFAE, Consorcio Generalitat de Cataluña-Universidad Autónoma de Barcelona) y el Centro de Investigaciones Medioambientales, Energéticas y Tecnológicas (CIEMAT), agrupados en el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), un proyecto Consolider-Ingenio 2010 formado por 26 grupos y más de 400 científicos que promueve la participación española en este tipo de grandes proyectos de investigación internacionales.

Para Alberto Ruiz Jimeno, del IFCA, “este resultado, junto con algunos otros recientes,  muestra anomalías con el modelo estándar que podrían ser una señal de nueva física, aunque también podría deberse a fluctuaciones estadísticas  o defectos de modelización”. Según el investigador español, los resultados de CDF “abren una tormenta de actividad, tanto por parte de los físicos teóricos como por los experimentales”. En concreto, Ruiz Jimeno confía en que “los datos de LHC podrán confirmar o rechazar este efecto en breve”.

Aquí coincide Mario Martínez, del IFAE: “Los experimentos del LHC en Ginebra podrían confirmar o desmentir esta observación muy pronto”, asegura. “Los físicos de CDF somos muy cautos antes de proclamar la presencia de nuevas partículas, conscientes  de  la complejidad del análisis de estos datos para separar una posible señal de nueva física,  la dificultad de describir adecuadamente los procesos de fondo  y la falta aún de confirmación por el experimento D0”, el otro detector del Tevatron.

(Foto: exterior Femilab)