Físicos del experimento LHCb del CERN han encontrado la primera evidencia de una desintegración de partículas que ocurre aproximadamente una vez cada 10.000 millones de casos, cerrando una búsqueda que comenzó en 1984.
Una aguja en 10.000 millones de pajares
La desintegración se escribe B0 en dos muones: un mesón B0, una partícula de corta vida que contiene un quark bello, se convierte en un par de muones, los primos más pesados del electrón. El Modelo Estándar predice que esto debería ocurrir aproximadamente una vez cada 10.000 millones de desintegraciones de B0.
El experimento CLEO estableció el primer límite superior de la tasa en 1984. Generaciones de detectores han buscado desde entonces. Los quarks bellos se producen en grandes cantidades en las colisiones del LHC pero solo sobreviven alrededor de 1,5 billonésimas de segundo, por lo que la señal debe extraerse de un enorme ruido de fondo.
Tres sigma, no cinco
El resultado tiene una significancia estadística de 3,2 sigma. Eso cuenta como evidencia pero queda por debajo de los cinco sigma que la física de partículas exige antes de calificar algo como descubrimiento.
Solo en los nuevos datos, el equipo midió la fracción de ramificación en aproximadamente 1,26 por cada 10.000 millones de desintegraciones, con una incertidumbre estadística de aproximadamente 0,5. La colaboración también reportó mediciones mejoradas de la desintegración relacionada del B0s en dos muones. El artículo está en prensa en Physical Review X.
Por qué importa
Las desintegraciones raras son sensibles a partículas que nadie ha visto. Una nueva física que se acople a los quarks bellos desplazaría la tasa respecto a la predicción del Modelo Estándar. Hasta ahora la medición coincide con la predicción, lo cual es útil en sí mismo: restringe los modelos que esperaban un efecto mayor.
Un miembro de la colaboración describió la precisión como llamar a la puerta del Zeptoverso. Más datos de la mejora del LHC de Alta Luminosidad deberían llevar la medición más allá de cinco sigma y reducir los márgenes de error.
El resultado también muestra cuánto ha avanzado el campo desde que comenzó la búsqueda. En 1984 la pregunta era si tal desintegración existía siquiera. Ahora la pregunta es si su tasa coincide con la teoría hasta el segundo decimal, que es donde aparecerían los signos de nuevas partículas.