Nota dominical: La “bola de cristal” que descubrió el bosón de Higgs en 1984

Dibujo20130310 crystal ball collaboration 1984 higgs boson fake signal

El detector “Bola de Cristal” instalado en el anillo DORIS de DESY descubrió a principios de 1984, con más de 5 sigmas, un bosón de Higgs con una masa de 8,32 GeV/c² gracias a la desintegración de la partícula úpsilon en fotones; en concreto, con 4,2 sigmas tras analizar 10,7 /pb (inversos de picobarn) de eventos de desintegración de la partícula Υ(1S)→γH, y con 3,3 sigmas tras analizar 64,5 /pb de eventos de desintegración de la partícula Υ(2S)→γH. La señal presentaba un exceso (μ=2) respecto a las predicciones del modelo estándar, lo que hizo que muchos teóricos buscaran de forma urgente una explicación. La señal no fue confirmada por CESR en Cornell. A finales de 1984, cuando DORIS acumuló más colisiones, la señal despareció. Todo quedó en una falsa alarma. ¡¡Una falsa alarma de 5 sigmas!! Para los curiosos, el artículo es Crystal Ball Collaboration, “Evidence for a Narrow Massive State in the Radiative Decay8 of the Upsilon,” SLAC-PUB-3380, DESY 84-064, July 1984.

Dibujo20130311 upsilon decay into photon and higgs via bottom vertex

Muchos físicos teóricos trataron de entender el exceso respecto al modelo estándar, como S.L. Glashow, M. Machacek, “Can ζ (8.3 GeV) be one of two Higgs bosons,” Physics Letters B 145: 302–304, 20 Sep 1984Howard E. Haber, G.L. Kane, “Implications of a Higgs interpretation of the ζ(8.3),” Nuclear Physics B 250: 716–728, 1985; Michael Shin, Howard Georgi, Minos Axenides, “ζ(8.3 GEV) as the lightest scalar in a three-Higgs-doublet model,” Nuclear Physics B 253: 205–215, 1985; James Pantaleone, Michael E. Peskin, S.-H.Henry Tye, “Bound-state effects in ϒ→γ+ resonance,” Physics Letters B 149: 225–233, 13 December 1984; etc.

Más información sobre la historia de la búsqueda del Higgs en Sau Lan Wu (Univ. Wisconsin-Madison), “Historic review of Higgs searches. The long road to the Higgs discovery,” Higgs Quo Vadis, Aspen Center for Physics, 10-15 March, 2013 [slides pptx].

PS (15 Ago 2013): Sau Lan Wu, “Higgs search History,” ISHP, 12 Aug 2013.

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2 pensamientos en “Nota dominical: La “bola de cristal” que descubrió el bosón de Higgs en 1984

  1. (Off-topic) La semana que viene se presenta muy movida en lo que a eventos científicos se refiere: El Miercoles se anunciará el ganador del premio Abel de matemáticas y del premio más importante (en cuanto a cuantía:3 millones de dólares) que existe en ciencia: el premio de física fundamental Yuri Milner. Y el Jueves, por fin, se expondrán los resultados del satélite Planck aunque no se si se expondrán las respuestas a las grandes preguntas: ¿existió la inflación cósmica? ¿se detectarán las trazas de las ondas gravitatorias primordiales?.
    Lo he visto en: http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=5651

    • Muchas gracias, Planck, por recordarlo… mi idea es hacer una buena cobertura en este blog de dichos eventos.

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