Se confirma a 5 sigma la anomalía alrededor de Mjj=150 GeV/c² observada en las colisiones W+jj del experimento CDF del Fermilab, cerca de Chicago, que fue malinterpretada por algunos como evidencia de un bosón de Higgs ”exótico.” Observada a 3,2 sigma tras estudiar 4,3 /fb de datos, se ha ratificado con 3 /fb de datos adicionales, totalizando 7,3 /fb de colisiones. Ahora bien, esta confirmación no garantiza la existencia de alguna nueva partícula ni de física más allá del modelo estándar, ya que la anomalía aparece al comparar datos experimentales con datos teóricos y podría ocurrir que los datos teóricos no estuvieran bien calculados. La simulación mediante métodos de Montecarlo de la producción en las colisiones protón-antiprotón a 1,96 TeV c.m. de un bosón W acompañado de dos chorros de partículas hadronizadas es muy complicada y podría presentar cierta incertidumbre. Además, todavía no se ha publicado ni la confirmación ni la refutación de este resultado experimental por parte del otro detector del Fermilab, DZero, ni tampoco de ninguno de los grandes detectores del LHC del CERN (ATLAS y CMS); el anuncio de la refutación en el LHC utilizó muy pocos datos de colisiones (sólo las de 2010) por lo que tiene poca confianza estadísticas. Con los datos de colisiones que ya ha obtenido el LHC del CERN en 2011 (unos 0,6 /fb de colisiones) debería de ser posible confirmar la anomalía o refutarla, así que habrá que estar atentos a las próximas conferencias en física de partículas elementales a ver si en alguna de ellas se presenta este resultado (tan esperado por mucha gente).
Los nuevos resultados sobre la anomalía se han presentado en la charla de Giovanni Punzi, “Searches for the Higgs Boson,” 23th Rencontres de Blois, May 30, 2011. Según Punzi, esta anomalía no es debida a un cálculo incorrecto del efecto del quark top en este tipo de colisiones. Un resultado tan interesante como este aparece discutido en multitud de blogs de física de partículas elementales. Quisiera destacar a Tommaso Dorigo, “CDF W JJ Resonance Closer To 5 Sigma Now,” A Quantum Diaries Survivor, May 31st 2011, quien nos explica en detalle las figuras que abren esta entrada y nos recuerda que si la anomalía tiene su origen en un error en el cálculo mediante métodos de Montecarlo de los eventos de fondo (lo más razonable), entonces también será observada en DZero y en el LHC (porque usan los mismos métodos de Montecarlo para estimar el fondo). También puedes leer a Sean Carroll, “Anomaly at the Tevatron Might Be Something Real?,” Cosmic Variance, May 30th, 2011; Philip Gibbs, “Rencontres de Blois,” viXra log, May 31, 2011; Jester, “CDF: Wjj bump almost 5 sigma!!!,” Monday, 30 May 2011; Lubos Motl, “CDF: Wjj 150 GeV bump grows to almost 5 sigma,” The Reference Frame, May 31, 2011; entre otros.
Hay dos posibilidades. La primera es que se detecte el error en las simulaciones de Montecarlo de las colisiones de fondo y se mejoren los programas de predicción de este tipo de colisiones. La segunda es que se confirme que esta anomalía no es un problema de las simulaciones de Montecarlo, lo que implicará la existencia de nueva física más allá del modelo estándar. En ambos casos las consecuencias de esta anomalía serán importantes. ¿Qué nueva física podría estar oculta en esta anomalía? El artículo que presentó la anomalía ya ha recibido casi 50 citas en el último par de meses y las propuestas teóricas son de los más diverso. En este blog ya discutimos un par de posibilidades: “Un tecnopión de 150 GeV/c² podría ser la explicación de la anomalía observada en el Tevatrón del Fermilab,” 7 abril 2011; y “Un bosón Z’ leptofóbico logra explicar varias anomalías a 3 sigma observadas en el Tevatrón del Fermilab,” 4 abril 2011. Pero hay muchas otras propuestas, demasiadas para discutirlas en detalle aquí.
PS: He cambido el título por el comentario de Alberto Ruiz, que tiene razón al afirmar que los resultados preliminares en relación a la confirmación a 5 sigma de la anomalía no han sido todavía aceptados por la colaboración CDF del Fermilab; su análisis aún sigue en curso. Aún así, me parece un resultado muy interesante del que hay que tenía que hacerme eco en este blog.
PS (05 junio): La Colaboración CDF del Fermilab ha confirmado el resultado que abre esta entrada en la conferencia Rencontres de Blois: El pico se ha vuelto más pronunciado tras analizar 7,3 /fb de datos, aunque su significación no llega hasta 4,8 como se pensaba sino sólo hsata 4,1 sigma (A. Annovia et al. (CDF Collaboration), “Invariant Mass Distribution of Jet Pairs Produced in Association with a W boson in ppbar Collisions at √s = 1.96 TeV“).
La Ciencia de la Mula Francis
(Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear, Consolider-Ingenio 2010).
