El experimento LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN ha encontrado anomalías interesantes en la forma en que algunas partículas se desintegran. De confirmarse, serían un signo de nueva física no predicha por el Modelo Estándar de física de partículas. La señal observada tiene aún una significación estadística limitada, pero refuerza indicaciones similares de estudios anteriores. Nuevos datos y análisis siguientes establecerán si estos indicios son realmente grietas en el Modelo Estándar o una fluctuación estadística.

En un seminario celebrado hoy en el CERN, la colaboración del experimento LHCb, donde participan investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB), presentó los nuevos y esperados resultados sobre una desintegración de los mesones B0 producida en las colisiones del LHC. El Modelo Estándar de física de partículas predice la probabilidad de las múltiples formas en las que se desintegra esta partícula, por lo que posibles discrepancias podrían ser una señal de nueva física.

En este estudio, la colaboración del experimento LHCb estudió la desintegración de los mesones B0 en un kaón excitado y en pares de electrones o muones. El muón es 200 veces más pesado que el electrón, pero, según el Modelo Estándar, sus interacciones son idénticas, propiedad que se conoce como ‘universalidad leptónica’. Esta propiedad predice que, hasta un pequeño y calculable efecto debido a la diferencia de masa, electrones y muones se deben producir con la misma probabilidad en las desintegraciones específicas de los mesones B0. En cambio, el experimento LHCb ha encontrado evidencias de que las desintegraciones que involucran a los muones ocurren con menor frecuencia.

Aunque potencialmente interesante, la discrepancia con el Modelo Estándar se encuentra en un nivel de 2,2 a 2,5 sigma, lo cual no es suficiente para llegar a una conclusión firme. Sin embargo, el resultado es intrigante porque una reciente medida de LHCb sobre una desintegración relacionada mostró un comportamiento similar.

A pesar de su gran interés, estos indicios no son suficientes para llegar a una afirmación concluyente. Hay muchas medidas previas que apoyan la simetría entre electrones y muones, aunque de naturaleza distinta. Se necesitan más datos y estudios de desintegraciones similares para clarificar si estos indicios son una fluctuación estadística o las primeras señales de nuevas partículas que extenderían y completarían el Modelo Estándar de física de partículas. Las medidas presentadas hoy fueron obtenidas usando los datos completos del primer periodo de funcionamiento del LHC (Run 1). Si realmente señalan a física más allá del Modelo Estándar, el mayor volumen de datos del Run 2 será suficiente para confirmar estos efectos.

Más información:

LHCb finds new hints of possible deviations from the Standard Model, información en la página web del CERN.

Lepton universality test probes physics beyond the Standard Model, información sobre los resultados en la página pública de LHCb.

Search for New Physics with b → sll decays @ LHCb, presentación de los resultados (pdf)

Anomalías en la física del sabor, artículo divulgativo publicado en la página web del IFIC explicando el efecto y recopilando algunos trabajos teóricos que lo explican.