BaBar observa un exceso a 3,4 sigmas respecto al modelo estándar en las desintegraciones semileptónicas de los mesones B

Mucha gente sueña con pruebas de la existencia de fenómenos físicos no explicados por el modelo estándar en las colisiones del LHC del CERN, olvidando que las primeras pruebas podrían obtenerse en experimentos de precisión más modestos. BaBar ha observado que los mesones B (formados por un quark b y otro antiquark) se desintegran mucho más a menudo que lo predicho por el modelo estándar en mesones D* (tras la transformación del quark b en un quark  c) junto a un leptón tau y un antineutrino tau. El modelo estándar solo permite esta desintegración semileptónica si interviene un bosón W, por lo que el exceso observado podría indicar la existencia de otros bosones con carga eléctrica, como por ejemplo un Higgs cargado. El exceso observado en el experimento BaBar (SLAC, EE.UU.) tras el análisis de la friolera de 426 /fb (inversos de femtobarn) de colisiones ha alcanzado una significación estadística de 3,4 sigmas. En 2010 ya se observó un exceso similar en Belle (KEK, Japón) aunque con mucha menos significación estadística (2,3 sigmas según esta fuente), por lo que se consideró una simple fluctuación estadística sin importancia. Ahora, muchos desean que la combinación de los nuevos resultados de Belle, aún sin publicar y que ya ha acumulado casi 1000 /fb de colisiones, junto a los resultados de BaBar, si ambos excesos van en la misma dirección, alcance una significación mucho mayor (ya se sabe que la esperanza es lo último que se pierde).

Mucha gente se ha hecho eco de la noticia aparecida hoy como “BaBar Data Hint at Cracks in the Standard Model,” Interactions.org, 18 June 2012, un déjà vu de la noticia original “BABAR Data in Tension with the Standard Model,” BaBar News, 24 May 2012, que acompañó a la aparición en ArXiv del preprint del artículo técnico: The BaBar Collaboration, “Evidence for an excess of B -> D(*) Tau Nu decays,” Submitted to Phys. Rev. Lett.; SLAC-PUB-15028; ArXiv:1205.5442, 24 May 2012. En español puedes leer a José Enrique, “Los últimos resultados de Babar apuntan a posible nueva física,” La Hora Cero, June 18, 2012. Ya se sabe que nunca es tarde si la dicha es buena. Yo confieso que me enteré de esta noticia tras ver las transparencias de Concezio Bozzi, “Inclusive charmed/charmless semileptonic decays (mini-review) and B -> D(*) tau nu at BaBar,” The XIth International Conference on Heavy Quarks and Leptons, 11 June 2012 [slides], pero no le dí mayor importancia hasta hoy a mediodía, tras ver en Twitter la noticia de Interactions.org.

El experimento BaBar estudia colisiones electrón-positrón con una energía en el centro de masas de 10,58 GeV, correspondiente a la masa de la resonacia Υ(4S), que decae casi de forma exclusiva en pares de mesones B. Gracias a ello trata de desvelar los secretos más íntimos de la física de estos mesones. ¿Podría ser el nuevo exceso una nueva señal de la existencia de más de un Higgs? El modelo estándar mínimo predice que el campo de Higgs es un doblete que se observará como un bosón de Higgs neutro (respecto a la carga eléctrica), pero se puede añadir al modelo estándar otro doblete (modelo 2HDM), en cuyo caso además se observarían dos Higgs cargados. El análisis realizado en BaBar excluye con una probabilidad del 99,8 % el modelo 2HDM si la masa de los Higgs cargados es superior a 10 GeV/c², lo que implica que el exceso observado apunta a extensiones del modelo estándar más complicadas, como las supersimétricas. Pero si queréis saber mi opinión personal, cada día soy más escéptico con este tipo de excesos y creo que al final todo se quedará en una falsa alarma. Espero equivocarme.

PS (27 junio 2012): Recomiendo las transparencias de la charla de Svjetlana Fajfer, “New physics in B->D*τντ decay,” QCD@work, Lecce, 18-21 June 2012.

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