La interacción entre teorías y descubrimientos desde el comienzo del siglo XX nos ha proporcionado un profundo conocimiento de los actores que conforman el universo: unas pocas piezas básicas, las partículas elementales, cuyo comportamiento está gobernado por cuatro fuerzas fundamentales. Las relaciones entre estos componentes básicos están codificadas en el Modelo Estándar de la física de partículas.

Con el paso del tiempo, y merced a un gran número de experimentos, el Modelo Estándar se ha asentado como una teoría con gran soporte experimental. A pesar de ello, sin embargo, el modelo tiene algunas limitaciones: una de las mayores quizá sea que no permite describir la materia oscura y la energía oscura, que conjuntamente forman el 95% de la energía del universo. Tampoco parece compatible con la teoría de la Relatividad General de Einstein, es decir, el aparataje matemático del Modelo Estándar no es suficiente para describir la gravitación tal y como la conocemos a nivel subatómico, en el mundo cuántico. Un tercer problema es que el Modelo Estándar por sí solo no protege la masa del bosón de Higgs, lo cual significa que si existen partículas más pesadas que las que conocemos –y tenemos razones para pensar que es así– entonces esas partículas se pueden acoplar al Higgs y "tirar" de su masa hacia arriba, haciéndolo mucho más pesado de lo que los experimentos nos dicen.

La supersimetría, o SUSY, es una de las alternativas que hay encima de la mesa para subsanar estas inconsistencias. La teoría postula la existencia de un “compañero” más pesado de cada partícula del Modelo Estándar. La presencia de esos supercompañeros cambia el balance de masas de bosón de Higgs, fijándola en valores ligeros como los que observamos. Además de esto, supersimetría también permite unificar tres de las fuerzas fundamentales: la fuerte, la débil y la electromagnética, ya que en el marco de SUSY sus intensidades se igualan a energías muy altas. Finalmente, pero no menos importante, en supersimetría la más ligera de las partículas supercompañeras puede ser estable, eléctricamente neutra, e interaccionar muy débilmente con las partículas del Modelo Estándar. Éstas son precisamente las propiedades que esperamos de la materia oscura, así que SUSY también proporciona un candidato para resolver este problema.

Así pues ¿dónde están estos supercompañeros? Es realista pensar que los experimentos que se están operando en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN, en Ginebra, puedan encontrarlos. Si las colisiones protón-protón del LHC los producen, deberían desintegrarse rápidamente al supercompañero más ligero, que a su vez, merced a sus propiedades como materia oscura, escaparía atravesando los detectores y no sería registrado. Escaparía, sí, pero con ello se llevaría parte de la energía invertida en la colisión, de manera que los físicos podrían deducir su existencia analizando la energía antes y después de las colisiones – es la llamada “energía perdida”. En consecuencia, si SUSY está realizada en la naturaleza esperamos observar más eventos de los predichos por el Modelo Estándar, un exceso, cuando seleccionemos eventos con mucha energía perdida y otras partículas. Estas últimas vienen determinadas por el modelo concreto de supersimetría que se esté considerando, y en concreto por cómo se desintegran los compañeros supersimétricos en ese modelo. Cada uno de los análisis a los que se somete a los datos trata de encontrar una cadena de desintegración concreta, buscando entre los eventos que es más probable que contengan procesos en los que SUSY esté involucrada.

Hasta ahora el LHC no ha detectado evidencias sólidas de la existencia de supersimetría, pero el experimento ATLAS ha registrado dos excesos en los datos del Run 2, tomados durante 2015: uno de ellos se observó en un análisis que diseñado para buscar procesos supersimétricos. Citando un reciente artículo del CERN Courier dedicado a los primeros resultados de ATLAS con colisiones de 13 TeV, “El primero [refiriéndose a un exceso], que cuenta con una significación de 2,2 desviaciones estándar, apareció en una búsqueda de SUSY a través de la desintegración de gluinos a bosones Z y energía perdida; en el Run 1 también se observó en este canal un exceso, en aquella ocasión de 3 desviaciones estándar”. El subgrupo de ATLAS en el IFIC dedicado a SUSY, dirigido por la doctora Vasiliki Mitsou, empezó la búsqueda en los 20,3 fb^-1 de datos del Run 1, tomados a partir de colisiones protón-protón con una energía de 8 TeV, y ya jugó un papel importante en ese análisis, que finalmente sacó a la luz el exceso de 3σ. El grupo está en la actualidad activamente involucrado en la continuación de esa búsqueda sobre los datos del Run 2, cuyas colisiones son más energéticas, de 13 TeV. Los primeros 3,2 fb^-1 de datos, registrados por ATLAS en 2015, ya han mostrado que el exceso persiste a un nivel de 2,2σ, lo cual convierte a este análisis en objeto de gran interés.

Estos sugerentes resultados han dado lugar a diversas propuestas que tratan de ofrecer explicaciones plausibles para este exceso de bosones Z, sobre todo en el contexto de teorías supersimétricas. Investigadores del IFIC han publicado uno de esos estudios, en el que a partir de primeros principios describen la fenomenología de algunos modelos con SUSY no mínima capaces de reproducir la señal experimental.

No hay duda de que es demasiado pronto incluso para declarar que se ha observado una sobreabundancia de bosones Z en estos eventos seleccionados para la búsqueda de SUSY. Antes de poder afirmar algo así será necesario recoger y muchos más datos y analizarlos cuidadosamente. En 2016 está previsto que ATLAS registre alrededor de diez veces más datos que en 2015, suficientes para establecer si este exceso es una mera fluctuación estadística  debida a física conocida o si es necesaria nueva física para dar cuenta de ella. En estos momentos ya se están produciendo las primeras colisiones protón-protón de prueba en el LHC, y los primeros datos útiles para hacer física llegarán en breve. Permaneced a la escucha.