La transición de fase electrodébil en dos pasos y un campo de Higgs con varios mínimos

Dibujo20121231 higgs - two-step potentials

Mucha gente se pregunta, ¿realmente qué puede explicar el campo de Higgs además de la masa? Un campo escalar puede explicar muchas cosas si su potencial es un poco más exótico que el utilizado en el mecanismo de Higgs del Modelo Estándar Mínimo (que es el más sencillo imaginable, diseñado para explicar la masa y nada más). Un diseño adecuado del potencial permite explicar la inflación cósmica, la asimetría materia-antimateria e incluso la materia oscura. Con un potencial con varios mínimos, que requiere varios bosones de Higgs, la transición de fase electrodébil puede ocurrir en varias etapas, cada una explicando un fenómeno físico diferente en los primeros instantes de la gran explosión. El campo de Higgs en el Modelo Estándar Mínimo es un doblete escalar (1, 2, 1/2) bajo la simetría SU(3)×SU(2)× U(1), es decir, un campo con cuatro partículas, tres bosones de Goldstone no observables porque han sido “tragados” por los bosones W y Z, y un bosón de Higgs observado en el LHC. Añadir un triplete escalar que se transforme como (1, 3, 0) bajo las simetrías del Modelo Estándar permite explicar además del origen de la masa, el exceso observado en el canal difotónico en el LHC, ofrece una partícula candidata a materia oscura fría y explica la asimetría materia-antimateria. Todo gracias a la incorporación de tres nuevos parámetros libres que permiten ajustar de forma adecuada los resultados de los experimentos (bueno, ya se sabe que se puede “dibujar un elefante con solo cuatro números complejos” y con cinco lograr que mueva la trompa). Me ha resultado curioso el artículo de Hiren H. Patel, Michael J. Ramsey-Musolf, “Stepping Into Electroweak Symmetry Breaking: Phase Transitions and Higgs Phenomenology,” arXiv:1212.5652, 22 Dec 2012. No me regañéis, lo sé, se trata de un trabajo aún muy provisional (pues ni su candidato a materia oscura es razonable, ni su asimetría CP es adecuada), pero sugiere un camino interesante para los físicos jóvenes con ganas de explorar el landscape de los potenciales para el campo de Higgs.