El bosón de Higgs tiene una masa entre 115 y 158 GeV/c²

La noticia más esperada sobre el bosón de Higgs se ha hecho pública hoy: el nuevo límite de exclusión de masa combinando los datos de los experimentos DZero y CDF del Tevatrón en el Fermilab es el intervalo [158,175] GeV/c². Se han observado 5 eventos candidatos a Higgs con una masa de 115 GeV/c² cuando según el modelo estándar habría que haber observado solo 0’8 eventos de este tipo (abajo tenéis uno de estos eventos). Todavía son demasiados pocos eventos para poder proclamar un descubrimiento (es una evidencia demasiado pobre) pero la caza del Higgs en el Tevatrón promete resultados muy interesantes de aquí a finales de 2011, cuando sea clausurado (salvo que prorroguen su financiación). Como decía un famoso físico teórico “todos los experimentos a punto de ser clasurados realizan observaciones prometedoras.” Aún así, en mi modesta opinión, es una gran noticia que los límites de exclusión del Higgs estén siendo mejores de lo esperado. Los interesados en más información técnica disfrutarán de las transparencias de la charla de Ben Kilminster, “Higgs searches at the Tevatron,” ICHEP 2010, París, 26 July 2010 (16:40).

Por cierto, ¿alguien ha ganado el juego del bosón de Higgs? Nadie quiso jugar (sé que julio es un mal mes para estas propuestas), así que el único que jugó fui yo y mi apuesta era el intervalo [159, 168] GeV/c². Así que gané yo mismo. Lo siento por los perdedores. Y me doy la enhorabuena a mí mismo. Por cierto, yo aposté sobre seguro, mi apuesta era la apuesta oficial, por eso afirmo en esta entrada que se ha obtenido un límite de exclusión mejor del esperado (Kilminster también lo ha afirmado en su charla). Todo ello indica la buena salud de la búsqueda del Higgs en el Tevatrón.

PS: Obviamente hay muchas fuentes alternativas a esta noticia. Recomiendo “New limits on Higgs mass announced,” Fermilab press release, Symmetry Breaking, July 26, 2010. El nuevo límite de exclusión se basa en, casi, el doble de datos que el último límite que se obtuvo hace medio año. Ahora mismo el Tevatrón tiene una luminosidad instantánea que le permite obtener unos 2/fb de colisiones por año (o combiando CDF+DZero casi 3’5/fb al año).

Rumores “confirmados” y Lubos Motl, “Combined D0+CDF Higgs results: on Monday,” The Reference Frame, July 26, 2010. “Five tantalizing candidate “b-bbar” events for a light 113-115 GeV Higgs boson were seen where only 0.8 events would be expected from a Higgsless background, at least softly confirming the first Higgs rumor. […] The most significant and irresistible excess in the MSSM Higgs 3b search (about 2.5 sigma, or around 98% C.L.) remains at the Higgs H mass of 140 GeV. Based on 2/fb only: can grow and confirm the second rumor.”

Además, Peter Woit, “New Higgs Results From the Tevatron,” Not Even Wrong, July 26th, 2010; Jester, “Higgs still at large,” Resonaances, 26 July 2010 [también aquí]; philip Gibbs, “Tevatron Higgs Exclusion,” viXra log, July 26, 2010; Marlowe Hood, “Quark by quark, atom smasher closing in on ‘God particle’,” AFP, 26 July 2010; y muchísimas más.

PS (27 julio 2010): En Menéame dicen que explican mucho mejor esta noticia que yo en “El LHC obtiene por primera vez en Europa indicios de la partícula elemental más masiva,” SINC, 26 julio 2010. No me he podido resistir a ofreceros el enlace.

PS (28 julio 2010): Ya ha aparecido en ArXiv el artículo de este congreso: The CDF Collaboration, The D0 Collaboration, the Tevatron New Physics, Higgs Working Group, “Combined CDF and D0 Upper Limits on Standard Model Higgs-Boson Production with up to 6.7 fb-1 of Data,” ArXiv, Submitted on 26 Jul 2010.

13 pensamientos en “El bosón de Higgs tiene una masa entre 115 y 158 GeV/c²

    • César, el límite para la masa del Higgs del modelo estándar que afirma que es menor que 185 GeV/c² se basa en un test de precisión del modelo estándar (límite indirecto) y no al resultado de una búsqueda específica del Higgs en ciertos canales (desintegraciones) concretas. El límite indica que el Higgs tiene una masa entre 114’4 (resultado de precisión de LEP2) y 185 GeV/c² (combinación LEP2+Tevatrón). Si el Higgs tuviera una masa mayor de 185, la medida muy precisa de los parámetros del modelo estándar indicaría que dicho Higgs no corresponde al Higgs predicho por el modelo estándar mínimo y sería otro Higgs (hay muchas propuestas de Higgs).

      Otra cuestión a tener en cuenta es qué significa un límite de confianza al 95%. El límite de confianza de LEP2 al 95% para mH>114’4 es muy fiable. ¿Por qué? Basta mirar esta figura: por debajo y cerca del límite la probabilidad de un Higgs es bajísima, por ejemplo, el límite de confianza de que su masa sea mayor que 111 es del 99’9999 %. Sin embargo, el límite alrededor de 185 es mucho menos fiable.

      La probabilidad de un Higgs en el rango de masas 170-185 es mucho más baja que en el rango 114-160. Por otro lado, un doblete o multiplete de Higgs del modelo estándar, Higgs supersimétricos, etc. permiten Higgs con masas no permitidas para el modelo estándar mínimo.

  1. Vamos a ver. Parece que se vende la piel del oso antes de cazarlo, y encima varias veces. No hay publicación, ni en Science ni en Nature ni en ninguna otra, ni nota de prensa, ni rueda de prensa, sólo rumores. También hay unos científicos que temen perder su acelerador, sus puestos de trabajo y su financiación en tiempos de crisis. No quiero que cierren el tevatrón, pero la ética científica en todo esto es más bien escasa. Si hay Higgs como si no, el resultado es igualmente interesante.

    • Físico, perdón, pero no entiendo qué quieres decir con que “no hay publicación, ni en Science ni en Nature ni en ninguna otra, ni nota de prensa, ni rueda de prensa, sólo rumores.”

      Se ha presentado el nuevo resultado en un congreso internacional (el más importante en el mundo en física de partículas elementales). La web del artículo presentado en el congreso la tienes aquí, con todas las figuras y el artículo técnico también “Combined CDF and D0 upper limits on standard model Higgs boson production with up to 6.7 fb-1 of data.” ¿Qué más quieres?

      Tras el congreso se enviará el resultado a PRL (como se hace siempre) y será aceptado (como ocurre siempre).

      ¿Nota de prensa? ¿Rueda de prensa? La sala estaba llena de físicos y de periodistas, no cabía ni un alfiler, y todos los interesados que no estaban allí han podido verlo por internet en directo. ¿No sé que más quieres? Han mantenido en absoluto secreto la figura con el resultado hasta justo el último minuto.

      Los rumores empezaron hace 15 días y ya nos hicimos eco en este blog. La noticia definitiva es del 26 de julio de 2010. ¿Realmente no entiendo qué más quieres?

  2. Bueno, si al final va a un PRL bienvenido sea. Aunque eso no quita para que todavía esté sin confirmar por falta de estadística. Tampoco justifica las premuras por publicar (o llevar a congreso) lo que sea. En todo caso no es culpa de este blog.

    • Físico, quizás no sepas que cada 6 meses, más o menos, en el Tevatrón obtendrán 1/fb de nuevas colisiones y publicarán un nuevo resultado combinado CDF+DZero sobre el Higgs (con casi 2/fb de colisiones adicionales respecto al anterior gracias a la combinación), así como los resultados individuales.

      Por ahora todos estos artículos han sido PRL y nadie duda de lo seguirán siendo. Hay que recordar que son artículos muy citados durante 6 meses (los siguientes a su publicación) hasta que aparece el nuevo artículo que substituye en las citas al anterior (todos los artículos sobre el Higgs, que son muchos, los citan).

      ¿Por qué no aceptan estos artículos revistas como Nature o Science? Porque quieren artículos que sean muy citados durante 2 años y no les gustan los que se sabe que serán citados solo durante 6 meses (por este tipo de política las revistas Nature y Science tienen un índice de impacto cuatro veces mayor que PRL). Seguramente el artículo que presente el descubrimiento del Higgs aparecerá en Science o Nature (y probablemente no será un artículo sino una serie de artículos con los resultados separados de cada experimento que lo observe y los resultados combinados de todos). Pero para ello habrá que esperar como mínimo 3 años. Salvo que “le suene la flauta al burro” y no lo creo.

  3. Sí, lo sé. A mí también me gustaría tenerlos antes. Hemos esperado mucho tiempo para todo esto. Sólo que me molesta la publicación de resultados parciales. ¿Por qué no cada 3 meses o cada 12? Indudablemente es una manera de conseguir más publicaciones. Como todos estamos impacientes se publican sin restricciones unos resultados que en otros campos no pasarían el primer revisor.
    A veces pienso que, por desgracia, la ciencia avanza poco. 30 años sin resultados nuevos en Altas energías, 30 años sin avances significativos en Física Teórica (salvo enredos con cuerdas)… Y encima los de Planck publican imágenes sin reducción de datos. A esperar otros tres años…

    • Físico, no puedo estar de acuerdo contigo.

      En los últimos 30 años (desde 1990) se han hecho avances importantísimos en nuestra comprensión tanto teórica como experimental del modelo estándar y sus implicaciones. Se ha descubierto que los neutrinos tienen masa y oscilan; se ha descubierto el quark top y se han medido con precisión sus propiedades; se ha descubierto que un plasma de quarks y gluones se comporta como un líquido; se han descubierto nuevas fuentes de violación de la simetría CP; se han hecho grandes avances en nuestra comprensión de las fuentes astrofísicas de partículas (rayos cósmicos de altas energías, rayos gamas y materia oscura); etc. En la parte teórica también se ha avanzado muchísimo: hoy en día se calculan de ordinario cosas que hace 30 años eran inimaginables; los avances en QCD en redes han sido enormes; muchos modelos teóricos han caído por se incompatibles con los datos experimentales; otros modelos teóricos que parecían muy prometedores han tenido que ser afinados en extremo y/o descartados; etc.; los “enredos con cuerdas” son una mera anécdota.

      • Estimado emulenews:
        Tú sabes que todos esos “avances” saben a poco. Es verdad que no es que no se haya hecho absolutamente nada, pero saben a poco. Que se pueda calcular en QCD se debe a que tenemos mejores ordenadores, no a que tenemos mejores teóricos. No ha habido algo equivalente a la QCD, o al modelo estándar en estos (más o menos) 30 años, ni algo equivalente a la relatividad en sus dos variantes, ni algo como la mecánica cuántica, ni se ha conseguido una teoría de la gravedad cuántica, por no saber no sabemos ni el destino final del Universo, ni si existe la materia oscura ni qué es, ni la energía oscura si es que existe o es que sólo tenemos teoría parciales.
        Los logros que mencionas saben a poco para tres décadas en las que se ha tenido la mejor tecnología, el mejor background, la mayor cantidad de científicos, los mejores ordenadores, los mayores presupuestos, etc. Parece como si la Física estuviera en una vía muerta. A ver si con el LHC resucita.
        Se han producido avances en Astrofísica (gracias a la instrumentación) y en genética. En física pocos. Ni siquiera en los superconductores de alta temperatura se ha avanzado. Por no haber no hay ni semiconductores baratos que nos provean de energía solar competitiva.

      • Quizás tengas razón Físico. Pero en 1990 nadie había oído nunca la palabra “materia oscura” salvo unos poquísimos astrofísicos, ni se había inventado el concepto de “energía oscura” ni nadie podía soñar que la expansión del universo se estuviera acelerando, nadie hubiera creído que un fotón con la energía de Planck se moviera a la velocidad de la luz y cumpliera la relatividad especial sin sufrir ningún efecto de gravedad cuántica, nadie podía soñar que se estén haciendo búsquedas de dimensiones espaciales adicionales en el Tevatrón, nadie…, etc.

        El modelo estándar tiene infinidad de problemas técnicos para los que no hay solución conocida. Anomalías (la mayoría desconocidas hace 30 años) que serán resueltas gracias a avances experimentales. Los teóricos necesitan evidencias experimentales y hay muchísimos experimentos, muchísimos, ofreciendo sorpresas y datos, muchos (aparentemente) contradictorios entre sí, que podrían indicar física más allá del modelo estándar y que los teóricos ahora mismo no saben como lidiar. Y hay muchísimas propuestas teóricas “esotéricas” (desde impartículas a una cuarta generación de quarks) entre las que se podría encontrar la respuesta correcta. Seguramente, la respuesta correcta ya esté publicada pero ni el que la ha escrito sabe que es la respuesta correcta.

        Estamos viviendo una de las épocas más interesantes de la física teórica. Tan interesante como finales de los 1920. Dentro de 10 años, Físico, recordarás mis palabras. Hay tanta evidencia de la existencia de física más allá del modelo estándar (no había casi ninguna en 1990) que pronto el tapón de la botella de cava marcará el inicio de una reforma revolucionaria del modelo estándar. En 2020 sabremos que ahora mismo se está gestando toda una revolución en la física fundamental.

        Estamos viviendo una de las épocas más apasionantes para los físicos. Disfrútala.

      • El modelo estándar es obviamente incompleto y tendrá que ser sustituido. Es de suponer que gracias al LHC se encontrarán las pistas, pero todavía no veo esa “época interesante”, y mucho menos en los últimos 30 años. Quizás sí en unos años.
        La materia oscura se postuló hace mucho tiempo, desde que se notó que el giro de las galaxias no se correspondía con la nasa que se veía. La “emergía oscura” (si es que existe tal cosa) se postuló al finales de los noventa, pero sólo es una medida de nuestra ignorancia. No se sabe siquiera si existe.
        Lo del fotón que mencionas (o imagino) no es un gran hallazgo, sino una decepción de aquellos que creían poder demostrar experimentalmente los efectos de ciertas teorías cuánticas de la gravedad. Unas medidas que son muy discutibles, de todos modos. El caso es que no contar con una teoría cuántica de la gravedad ha sido en gran medida consecuencia de poner todos los huevos en la cesta de cuerdas y al final se ha caído se han roto todos. Es lo malo de montar mafias académicas, al final es la Ciencia la que sufre. Y la mafia de las cuerdas es muy fuerte. Gracias a que existe el Perimeter y cuarto francotiradores la Física Teórica ha podido avanzar un poco por otros caminos. Investigaciones bastante recientes, por cierto.

        Lo malo de las altas energías y de los colisionadores es que al final no estoy seguro de sus resultados. Se pone tanta teoría en la propia búsqueda que no sé si lo que se encuentra es real o un artefacto o proyección de nuestras propias ideas. Esta última frase está muy meditada y espero que no la tomes a la ligera.

  4. Hola Francis,

    Que conste que yo si quería jugar pero no sabía que poner. Nunca he entendido las gráficas experimentales de física de altas energías y mira que me leo veces el blog de Tommaso, pero no hay manera.
    Por cierto lo del teorema de cuatro colores para determinar la masa del bosón de Higgs, es, si me permites la licencia, para ir a mear y no echar gota. Las figuras me recuerdan a la papiroflexia.
    ¿No crees que se está interpretando demasiado a la ligera las técnicas matemáticas complejas? Es decir, que se está confundiendo las distintas ramas de la matemática contemporánea con la naturaleza en su nivel más fundamental. En mi opinión, tener un conocimiento matemático a la vanguardia, no es suficiente para entender la naturaleza, ni aunque se hubieran descubierto ya las herramientas necesarias, que no lo creo. De la misma forma que el tener un dominio de la aritmética no te garantiza el saber hacer la declaración de la renta, necesitas además conocer las leyes fiscales del país.

    • El Cid, estoy de acuerdo contigo con lo del teorema de los cuatro colores y el bosón de Higgs, es una mera curiosidad. Ya comenté brevemente el resultado en mi entrada “Rizar el rizo: la masa del bosón de Higgs calculada gracias al teorema de los cuatro colores es igual a 125,992 GeV/c²,” 6 Enero 2010. Supongo que habrás leído hace poco la entrada en el blog de T. Dorigo “Guest Post: Vladimir Khachatryan, The Higgs Mass From The Four-Colour Theorem,” QDS, 25 July 2010.

      ¿No crees que se está interpretando demasiado a la ligera las técnicas matemáticas complejas?” La verdad es que la física es experimento y no hay física sin experimento. Hasta las ideas teóricas más exóticas, cuando funcionan, resulta que están basadas en resultados experimentales, interpretados adecuadamente. Las simetrías exactas en la física de partículas se basan en la observación experimental de simetrías aproximadas. Sin dicha observación a nadie se le hubiera ocurrido proponer dichas simetrías. Las técnicas matemáticas exóticas en física suelen tener muy poco éxito si no están íntimamente ligadas a observaciones. Hay cientos de predicciones para la masa del Higgs. Muchas tan exóticas como la de los cuatro colores. Obviamente alguna se acercará al valor experimental, pero no creo que ninguna logre explicar dicha masa, salvo que esté aplicando ideas físicas nuevas y no meras técnicas matemáticas exóticas.

      La numerología (el dominio de la aritmética y su aplicación a la física fundamental) es muy antigua y constantemente se ofrecen nuevos resultados. Por ahora, si nadie puede predecir la masa del electrón o del quark top, nadie puede predecir la masa del Higgs (algo aparentemente mucho más difícil).

      En resumen, estoy de acuerdo contigo. Saber sumar, multiplicar y dividir no garantiza descubrir los números primos. Saber qué son los números primos no garantiza demostrar la hipótesis de Riemann.

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