Por qué es necesario el Colisionador Lineal Internacional (ILC) para estudiar el Higgs en detalle

Esta figura de Michael E. Peskin compara la capacidad del LHC (Gran Colisionador de Hadrones) y del ILC (Colisionador Lineal Internacional) para medir los acoplamientos del bosón de Higgs con 125 GeV a las demás partículas del modelo estándar. El color morado (“LHC”) corresponde al LHC con colisiones protón-protón a 14 TeV y unos 300 /fb de datos (que se esperan para 2023); el color azul (“HLC”) corresponde al ILC con colisiones electrón-positrón a 0,25 TeV y 250 /fb de datos; el color rojo (“ILC”)  corresponde al ILC con colisiones a 0,5 TeV y 500 /fb de datos; y el color marrón (“ILCTeV”) al ILC con colisiones a 1 TeV y 1000 /fb de datos. La banda punteada corresponde a un error del 5%. Claramente se ve que el LHC es incapaz de lograr un error menor del 5% en muchos canales, con lo que no se podrá estar seguro nunca de si el bosón de Higgs observado corresponde al bosón de Higgs predicho en todos estos canales con una confianza estadística del 95% CL. Para estar seguro será necesario el ILC que obtendrá un error menor del 3% en casi todos los canales. Aún así, la cuestión de cuándo se proclamará con seguridad que el bosón de Higgs observado es el predicho es una cuestión de consenso y dependerá de la opinión de la comunidad, reflejada en la de la dirección del CERN, pero obviamente será antes de 2023 (cuando inicie sus colisiones el ILC). Nos lo cuenta Michael E. Peskin, “Comparison of LHC and ILC Capabilities for Higgs Boson Coupling Measurements,” arXiv:1207.2516, Submitted on 11 Jul 2012. La nomenclatura utilizada  (W, Z, b, g, …, inv) se aclara en la siguiente tabla, que presenta los números utilizados en la gráfica para el LHC.

Por cierto, el canal más impreciso es el asociado al quark top, ee→tth. Uno de los acoplamientos más interesantes para el Higgs pero que será muy difícil de estudiar con precisión porque la masa del Higgs es mucho más pequeña que la del doble de un top. La siguiente tabla muestra los números detallados para las tres versiones del ILC presentados en la figura que abre esta entrada.

Los interesados en saber cómo se pueden verificar utilizando estos canales de búsqueda todas y cada una de las propiedades del bosón de Higgs pueden consultar S. Bolognesi et al., “Determination of properties of a Higgs-like resonance at LHC: separation of spin hypotheses,” ICHEP 2012, 4-11 July. Más información en Yanyan Gao et al., “Spin determination of single-produced resonances at hadron colliders,” Phys. Rev. D 81: 075022, 2010 [arXiv:1001.3396]. Resumiendo mucho, la clave es la distribución angular de los productos de desintegración que se estudia en CMS y ATLAS mediante un análisis MELA (Matrix Element Likelihood Approach).

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10 pensamientos en “Por qué es necesario el Colisionador Lineal Internacional (ILC) para estudiar el Higgs en detalle

  1. Dios quiera que no construllan esa barbaridad. Va a costar 25X10^9 USD . 50km de largo. Yo pondria a los HEPs a vender zapatos.

  2. Dios quiera que si. Esos 25X10^9 USD no son para nada oficiales, sólo fue dicho por el secretario de energía estadounidense, Steven Chu, como una forma de descartar el proyecto. Yo dudo que supere los 10.

  3. es un proyecto mundial y el coste no va a ser tan grande
    ademas es a muchos años y el retorno tecnologico sera muy importante como ha ocurrido con los colisionadores anteriores
    Y es un reto fisico y tecnologico que, sin duda, va a aumentar enormemente nuestro conocimiento de la estructura de la materia
    Aun no esta aprobado si bien es posible que se decida en poco tiempo. Llevamos trabajando en este proyecto bastantes años (desde 2005 en España)

  4. Por poner las cosas en perspectiva, el desarrollo del caza F22 le costo a estados unidos 66×10^9 USD (eso es solo el gasto de desarrollo del proyecto). Sustituir la actual flota de cazas de USA con el nuevo F35 va a suponer un gasto de 1.51×10^12 USD. Un submarino nuclear de clase Virginia cuesta 2.4×10^9 USD cada uno (se planea construir 30 de estos)… vamos, que no me parece nada caro el ILC.

    • Gracias, Ángel, tienes toda la razón del mundo.

      Lo más importante que hay que destacar es que la construcción del ILC requiere inventar tecnología que no existe y llevar al límite de lo posible muchas tecnologías actuales. El retorno de la inversión en el ILC será enorme y por cada euro (o dólar) invertido se generará una riqueza de muchos euros (un mínimo de 3 solo durante la construcción). Ojalá todas las inversiones en ciencia a lo grande fueran tan rentables como las inversiones en los grandes colisionadores.

  5. Niño Narciso: Papá, TIENES que comprarme este juguete. 

    Papá: No puedo, Narciso. No tengo el dinero necesario para comprarlo. Estoy desempleado. Voy a perder la casa en un més. España esta casi en quiebra.

    Narciso: Pero papa, 
    (1)los Rothschild le compraron a su hijo una droga recreativa (cocaína) que cuesta 1,000 veces más. Y mi juguete es educativo. 
    (2)Voy a morir sin este juguete. No puedo continuar mis estudios sin este juguete. 
    (3)Que yo obtenga este juguete es esencial para la supervivencia de la raza humana. Este juguete va a avanzar la raza humana más que una cura para el cáncer o el alzheimers. Va a proveer más empleos que una planta de manufactura de coches o productos electrónicos.
    (4)SOY EL NINO MAS BELLO E INTELIGENTE DEL MUNDO. Merezco el juguete.
    (5)No hay substituto para este juguete. Es IMPOSIBLE inventar un juguete substituto que sea más barato.

    Papá: Si Narciso, pero no tengo el dinero.

    Narciso: Papá, voy a llorar hasta que me lo compres. Que mal padre eres. Porque no le pides a los Rothschild que me compren el juguete. Porque no paras de comer por un año hasta que ahorres suficiente para comprarlo.

  6. Por favor seamos serios y consistentes.
    La estrategia europea en fisica de particulas va a actualizarse en breve y decidira si el ILC es una prioridad europea en el contexto mundial
    Asia ya lo ha definido como una prioridad y esta disouesto a aportar hasta 2/3 del coste, pero si se califica como un proyecto mundial
    USA esta en un proceso de reduccion de gastos en investigacion basica y no esta clara su direccion en este proyecto.Pero hay apoyo de muchos grupos muy bien preparados
    De momento el proyecto mundial tiene un director general de lujo: Lynn Evans, el padre del LHC, del CERN. Esto indica ademas el interes del CERN en el proyecto

    El proyecto no es para unos pocos afortunados. Implicara a miles de cientificos e ingenieros, como ocurre en LHC.
    Y el coste no es alto,sobre todo teniendo en cuenta el retorno tecnologico. Las posiciones de tucci no se explican para un cientifico que se considere serio. Por poner un ejemplo el WWW lo hicimos, GRATIS, cuando desarrollamos el LEP, como una consecuencia lateral de las investigaciones de los HEP. Y, ahora, robert tucci lo usa bastante para promocionar su empresa.
    La investigacion basica bien diseñada y con policía científica muy estricta, como ocurre en el CERN, hay que apoyarla. Te aseguro que los miles de jovenes cuentificos que la hacen posible no se consideran “niños bonitos”. Son unos currantes de tomo y lomo

  7. “Y, ahora, robert tucci lo usa bastante para promocionar su empresa.”
    No tengo empresa. No tengo ni trabajo

    • pues lo siento y te deseo que pronto lo encuentres.
      me engañó tu carátula, pero quizás pueda ayudarte la misma para promocionarte
      Tanto tu página web como este blog se benefician de la invencion del WWW. Defendamos la investigación básica!

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