Predicciones para la búsqueda del Higgs en el LHC

Abstract

El Modelo Estándar es la teoría de partículas que incorpora todas las partículas elementales de materia conocidas, quarks y leptones, y proporciona una forma matemática para describir 3 de las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza: las interacciones débil, electromagnética y fuerte. Estas interacciones son descritas a través de la teoría cuántica de campos y tienen asociadas unas partículas mediadoras, los bosones de gauge, cuyo intercambio entre otras partículas provoca que existan tales interacciones. Casi todos los resultados experimentales a nivel subatómico son explicados por el Modelo Estándar, con una alta precisión, lo que la convierte en una teoría muy potente. Es muy famoso el mecanismo de Higgs, que es la forma en que el Modelo Estándar postula el origen de las masas de las partículas: éstas adquieren masa al interaccionar con el campo de Higgs, el cual llena todo el espacio y tiene un valor esperado no nulo en el vacío, y que tiene como partícula asociada el bosón de Higgs. Hasta este año 2012 no se habían tenido evidencias experimentales suficientemente fuertes de la existencia del bosón de Higgs: el 4 de Julio de 2012 el CERN anunció el descubrimiento de un bosón de masa ~ 125 GeV compatible con las predicciones teóricas del bosón de Higgs. El descubrimiento ocurrió durante la última fase de este trabajo, por lo que solo está reflejado en ciertas partes del análisis. El MSSM (Minimal Supersymmetric Standard Model ) es una extensión del Modelo Estándar que añade la supersimetría de la manera más simple, que se introduce para solucionar ciertos problemas del Modelo Estándar, como el problema de jerarquía o que no haya explicación para la materia oscura. Duplica el espectro de partículas elementales, ya que incluye sus compañeras supersim étricas, ninguna de las cuales ha sido detectada experimentalmente todavía. Es importante destacar que en esta teoría se postulan 5 bosones de Higgs: h, H, A y H±. El descubrimiento del 4 de Julio de 2012 de un nuevo bosón es compatible también con el bosón más ligero del MSSM, h. Este trabajo consiste en una investigación inicial sobre una búsqueda alternativa al bosón de Higgs H, del MSSM, a través de sus desintegraciones en 2 bosones de Higgs ligeros h. La investigación ha consistido en encontrar el mejor escenario para obtener el mayor número de eventos H → hh en el marco de la teoría del MSSM. La pregunta que nos hacemos es: ¿es posible encontrar una combinación de parámetros del MSSM para producir sficientes (o por lo menos "muchos") eventos de este tipo? Las posibles respuestas son: No: este método nuevo de búsqueda no funciona. Si: los resultados son satisfactorios, por lo que habría que hablar con los físicos experimentales para que tengan en cuenta nuestros resultados en sus investigaciones.