impedancibolivariano
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Había evitado crear un tema sobre este tema, pero creo que es muy importante, por muy complejos que algunos lo puedan encontrar, lo cierto es que no lo es y puede ser muy relevante para el avance de la física de partículas, particularmente en la perfección del modelo estandard que es la teoría más exacta que experimentalmente se haya probado
Todo nace de unos experimentos que se realizaron el en LHCb, explico:
Mira este video
La universalidad leptónica es una predicción del modelo estándar: la única diferencia entre las desintegraciones débiles a electrones, muones y leptones tau es debida a su masa, que es irrelevante para desintegraciones de partículas de muy alta energía. LHCb observó una violación de la universalidad leptónica a 2.6 sigmas usando colisiones del LHC Run 1. Al añadir colisiones del LHC Run 2 en 2015 y 2016 la anomalía se redujo a 2.5 sigmas. Ahora se publica que al añadir colisiones del LHC Run 2 en 2017 y 2018 la anomalía crece a 3.1 sigmas. Un gran revuelo mediático acompaña al paso de la barrera de las 3 sigmas; también entre los físicos teóricos que proponen explicaciones. Sin embargo, debemos ser muy cautos, no hay tanta diferencia entre 2.6 y 3.1 sigmas. Habrá que esperar a ver cómo evoluciona este valor tras el análisis de las colisiones del LHC Run 3
¿Cuál puede ser la causa de la violación de la universalidad leptónica observada por LHCb? Hay muchas explicaciones teóricas, pero las más razonables son o bien un nuevo bosón Z’ de gran masa, es decir, una nueva simetría U(1) que se añadiría al modelo estándar, o bien la existencia de leptoquarks LQ, partículas de tipo bosón capaces de transformar los quarks en leptones dentro de la misma familia. En la figura (tomada del artículo de LHCb) se presenta esta última posibilidad; en concreto, el LQ tendría una carga eléctrica −2/3 (en los dos vértices mostrados se cumple la conservación de la carga eléctrica +1/3 = −2/3 + 1, y −2/3 = −1 + 1/3). Los leptoquarks tienen número leptónico y bariónico, siendo estados tripletes para la hipercarga de color. Nada en el modelo estándar prohíbe su existencia. Más aún, muchas teorías de gran unificación (GUT) predicen su existencia (también predicen la existencia de un bosón Z’). Para explicar las observaciones de LHCb la masa de los leptoquarks debería ser muy grande, mucho más allá de lo que puede observar el LHC, incluso de lo que podrá observar el futuro HL-LHC; estos colisionadores solo pueden observar un leptoquark de forma indirecta. Su observación directa (si existen) tendría que esperar a la segunda mitad del siglo XXI.
Por supuesto, hay otras explicaciones, pero que haya explicaciones para una anomalía no significa que que la anomalía sea real. Hasta que no se superen las cinco sigmas (algo que no parece posible que logre el LHC Run 3, luego habrá que esperar al HL-LHC) debemos considerar esta violación de la universalidad leptónica como un indicio interesante, pero nada más. Recuérdalo incluso si el revuelo entre los físicos teóricos te hace dudar de mis palabras.
Todo nace de unos experimentos que se realizaron el en LHCb, explico:
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La universalidad leptónica es una predicción del modelo estándar: la única diferencia entre las desintegraciones débiles a electrones, muones y leptones tau es debida a su masa, que es irrelevante para desintegraciones de partículas de muy alta energía. LHCb observó una violación de la universalidad leptónica a 2.6 sigmas usando colisiones del LHC Run 1. Al añadir colisiones del LHC Run 2 en 2015 y 2016 la anomalía se redujo a 2.5 sigmas. Ahora se publica que al añadir colisiones del LHC Run 2 en 2017 y 2018 la anomalía crece a 3.1 sigmas. Un gran revuelo mediático acompaña al paso de la barrera de las 3 sigmas; también entre los físicos teóricos que proponen explicaciones. Sin embargo, debemos ser muy cautos, no hay tanta diferencia entre 2.6 y 3.1 sigmas. Habrá que esperar a ver cómo evoluciona este valor tras el análisis de las colisiones del LHC Run 3
¿Cuál puede ser la causa de la violación de la universalidad leptónica observada por LHCb? Hay muchas explicaciones teóricas, pero las más razonables son o bien un nuevo bosón Z’ de gran masa, es decir, una nueva simetría U(1) que se añadiría al modelo estándar, o bien la existencia de leptoquarks LQ, partículas de tipo bosón capaces de transformar los quarks en leptones dentro de la misma familia. En la figura (tomada del artículo de LHCb) se presenta esta última posibilidad; en concreto, el LQ tendría una carga eléctrica −2/3 (en los dos vértices mostrados se cumple la conservación de la carga eléctrica +1/3 = −2/3 + 1, y −2/3 = −1 + 1/3). Los leptoquarks tienen número leptónico y bariónico, siendo estados tripletes para la hipercarga de color. Nada en el modelo estándar prohíbe su existencia. Más aún, muchas teorías de gran unificación (GUT) predicen su existencia (también predicen la existencia de un bosón Z’). Para explicar las observaciones de LHCb la masa de los leptoquarks debería ser muy grande, mucho más allá de lo que puede observar el LHC, incluso de lo que podrá observar el futuro HL-LHC; estos colisionadores solo pueden observar un leptoquark de forma indirecta. Su observación directa (si existen) tendría que esperar a la segunda mitad del siglo XXI.
Por supuesto, hay otras explicaciones, pero que haya explicaciones para una anomalía no significa que que la anomalía sea real. Hasta que no se superen las cinco sigmas (algo que no parece posible que logre el LHC Run 3, luego habrá que esperar al HL-LHC) debemos considerar esta violación de la universalidad leptónica como un indicio interesante, pero nada más. Recuérdalo incluso si el revuelo entre los físicos teóricos te hace dudar de mis palabras.
