Una señal gestada durante 40 años
Los físicos del experimento LHCb del CERN han reportado la primera evidencia de una desintegración que, según la teoría, ocurre aproximadamente una vez cada 10.000 millones de partículas beauty. El resultado, obtenido con el detector mejorado del Gran Colisionador de Hadrones, llega tras una búsqueda que comenzó hace más de cuatro décadas.
El proceso se conoce como Bd a mu mu: una partícula neutra que contiene un quark beauty se desintegra en dos muones, parientes más pesados del electrón. La medición alcanzó una significancia estadística de 3,2 sigma, suficiente para calificarla de evidencia pero por debajo de los cinco sigma que la física de partículas exige para un descubrimiento.
Por qué importan las desintegraciones raras
Los quarks beauty se producen en grandes cantidades en las colisiones y duran alrededor de 1,5 billonésimas de segundo. Cuanto más rara es una desintegración, más sensible puede ser a partículas demasiado pesadas para producirse directamente en el colisionador, porque esas partículas pueden alterar la frecuencia con que ocurre la desintegración.
La tasa medida concuerda con el Modelo Estándar, la descripción actual de las partículas fundamentales. Esa concordancia es útil en sí misma: reduce el margen disponible para física desconocida en este canal y da a los teóricos una referencia más precisa para futuros datos.
Sondear el zeptoverso
El LHCb mejorado, un proyecto de 15 años en el que participan unos 1.900 investigadores, puede recoger datos hasta cinco veces más rápido que antes. Un detector de píxeles de silicio construido en el Reino Unido llamado Vertex Locator se sitúa a cinco milímetros del haz y localiza con precisión dónde se producen las partículas y dónde se desintegran.
Chris Parkes, de la Universidad de Mánchester, que dirigió la colaboración durante la mejora, comparó las probabilidades con encontrar una pareja perfecta en una primera cita entre todas las personas de la Tierra. Conor Fitzpatrick, coordinador adjunto de física, calificó la desintegración como un canal dorado para detectar nueva física.
La colaboración espera un conjunto de datos mucho mayor para principios de la década de 2030, y una nueva mejora podría multiplicar por diez las tasas de recolección. Eso llevaría las mediciones hacia el zeptómetro, una milmillonésima de billonésima de metro, donde los físicos esperan encontrar partículas y fuerzas que el Modelo Estándar no describe.