Qué tiene que decir el LHC sobre dos anomalías detectadas en el Tevatrón

Hay varias discrepancias entre las predicciones teóricas del modelo estándar y las observaciones experimentales de las colisiones protón-antiprotón con una energía en el centro de masas de 1,96 TeV en el Tevatrón del Fermilab (cerca de Chicago, EE.UU.). ¿Qué tiene que decir las colisiones protón-protón a 7 TeV c.m. en el LHC del CERN (cerca de Ginebra, Suiza) al respecto? Por ahora, todas estas asimetrías han sido desmentidas. Por ejemplo, la llamada forward-backward top asymmetry, una asimetría en las colisiones que producen quarks top y anti-top mayor de la predicha por el modelo estándar; en concreto, los antiquarks top prefieren emerger en la dirección del antiprotón incidente y los quarks top en la del protón. Esta asimetría no puede ser observada de forma directa en el LHC, pero sí se puede hacer de forma indirecta. Como muestra la figura esquemática que abre esta entrada, en el LHC se produciría una asimetría de carga en las desintegraciones con quarks top.

El análisis de las colisiones del año pasado (2011) en el LHC en busca de esta asimetría utilizando el detector ATLAS ha encontrado un valor A(tt) = 0,029 ± 0,018 (stat.) ± 0,014 (syst.), es decir, 0,029 ± 0,022, compatible con la predicción del modelo estándar 0,006 ± 0,002. Estos resultados nos los ha contado Klaus Mönig, “ATLAS Status Report,” 110th LHCC Meeting, 13 June 2012 [slidesvideo]. La asimetría también ha sido estudiada en CMS conduciendo al valor A(c) = 0,004 ± 0,010 (stat.) ± 0,012 (syst.), es decir, el valor 0,004 ± 0,012 que hay que comparar con la predicción del modelo estándar predice 0,0115 ± 0,0006. Nos ha contado este resultado Yves Sioris, “CMS Status Report,” 110th LHCC Meeting, 13 June 2012 [slidesvideo]. Por tanto, tanto ATLAS como CMS descartan la observación de la asimetría (a finales de año habrá una ratificación de estos resultados con las colisiones a 8 TeV c.m. de 2012). Por cierto, los datos del Tevatrón en la figura están extraídos de “Forward-backward asymmetry in top quark-antiquark production,” Phys. Rev. D 84, 112005 (2011) [PRD, ArXiv].

Por otro lado, la señal (resonancia) alrededor de 150 GeV observada por CDF en las colisiones protón-antiprotón del Tevatrón que conducen a dos bosones W, que a su vez se observan como dos chorros de hadrones, que no fue observada por DZero (también en el Tevatrón), tampoco ha sido observada por CMS del LHC. Como también nos recuerda Yves Sioris, “CMS Status Report,” 110th LHCC Meeting, 13 June 2012 [slidesvideo], siendo el artículo técnico The CMS Collaboration, “Study of the dijet invariant mass distribution in W→lν plus jets events produced in pp collisions at √s = 7 TeV,” CMS PAS EWK-11-017.

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