L'esperimentu CMS, unu de los detectores de partícules del Gran Colisionador d'Hadrones, presenta estos díes na conferencia más importante de Física de Partícules (ICHEP 2020) nueves resultancies de la midida de la interacción ente les dos partícules fundamentales conocíes más pesaes: el famosu bosón de Higgs y el quark top. El Grupu de Física Esperimental d'Altes Enerxíes de la Universidá d'Uviéu lideró l'esfuerciu que dexó tener estes midíes a tiempu pa la conferencia. Sergio Sánchez Cruz foi l'encargáu de presentar na citada conferencia estes resultancies que constitúin la exa central de la tesis doctoral que va defender dempués del branu.

 

Midir la relación ente'l bosón de Higgs y el restu de les partícules fundamentales ye esencial pa entender si'l so comportamientu ye consistente coles predicciones de la teoría más precisa y consolidada en Física de Partícules (el Modelu Estándar) o si, per otru llau, pudiera indicar la esistencia de fenómenos físicos desconocíos que dexen, por casu, entender la composición de la materia escuro del Universu o la mesma estructura a gran escala del mesmu.

 

En 2012, los esperimentos ATLES y CMS del LHC nel CERN afayaron el bosón de Higgs tres una llarga busca, completando'l Modelu Estándar de Física de Partícules y abriendo una nueva dómina nel campu. Esti llogru foi reconocíu col Premiu Nobel de Física y col premiu Príncipe d'Asturies d'Investigación Científica y Técnica l'añu anterior. Esti gran ésitu colectivu tenía llugar 17 años dempués del descubrimientu de la partícula más pesada conocida hasta la fecha, el quark top. 

 

El bosón de Higgs ye un nuevu tipu de partícula con conexones intrínseques con toles demás partícules masives a les que-yos da masa. L'estudiu d'esta partícula ye clave pa desenguedeyar la naturaleza del universu. Anque ye cierto que la conocencia de les propiedaes del quark top sirvió indirectamente p'afinar la predicción teórica de la masa del bosón de Higgs enantes del so descubrimientu, la especial rellación ente dambes partícules nun se pudiera estudiar hasta fai bien poco. Ye namás agora cuando tanto la gran cantidá de datos proporcionaos pol LHC como l'escelente trabayu de les y los científicos del LHC y de la collaboración CMS dexaron encetar esti problema. La esperiencia de más d'una década que'l Grupu de Física Esperimental d'Altes Enerxíes tien nel estudiu de les propiedaes del bosón de Higgs per un sitiu y del quark top por otru, foi clave pa liderar esti trabayu qu'estudia la íntima rellación ente dambes partícules. En particular, Bárbara Álvarez González, Javier Cuevas Maestro, Carlos Erice Cid, Clara Ramón Álvarez y Sergio Sánchez Cruz fueron actores clave d'esta resultancia liderando un grupu de trabayu formáu por 17 instituciones de reconocíu prestixu internacional (CERN, DESY, Mumbai, Pequín, Princeton, ente otros) y que fixo públicu ayeri la collaboración CMS (formada por más de 3000 científicos y científiques de tol mundu).

 

Les propiedaes de les partícules y les sos interacciones estúdiense tratando d'iguar y detectar los procesos fundamentales nos qu'intervienen. Nel LHC los procesos nos que se producen simultáneamente quarks top y bosones de Higgs son desaxeradamente raros. Por casu, nos datos recoyíos mientres los trés últimos años de choques producieron unos 70000 procesos d'esti tipu. Coles mesmes que se producíen más de 10 millones de procesos con un par de quarks top que tienen una topoloxía similar. Y nun son los únicos. Cientos de millones de choques ente protones tienen llugar cada segundu mientres la toma de datos. Identificar y escoyer los procesos interesantes conviértese asina nun retu desaxeradamente complicáu.

 

Nin el bosón de Higgs nin el quark top son partícules estables. Dambes desintégrensen n'otru conxuntu de partícules que n'ocasiones son tamién inestables. Yá que'l detector CMS namás ye quien a detectar les partícules estables finales que lleguen a los sos sensores, hai una gran variedá d'estaos finales posibles procedentes del mesmu procesu. 

 

Namás midiendo con precisión y estudiando en detalle estos estaos finales pue facese una bona selección de los choques interesantes. Pa ello'l grupu de la Universidá d'Uviéu desenvolvió técniques avanzaes d'análisis de datos ya intelixencia artificial qu'inclúin redes neuronales. Estos algoritmos son asemeyaos a los métodos de reconocencia facial que s'empleguen, por casu, en redes sociales. Cada interacción tien una cara característica que pue usase pa identificar el procesu que tuvo llugar.

 

Un aspeutu fundamental del estudiu consistió na midida de les magnitúes κt y κV. El so valor da una idea de si les predicciones del Modelu Estándar son correctes o non. El trabayu de Clara Ramón Álvarez, quien desenvolvió'l procedimientu pa realizar esta midida, confirma que los valores llograos son compatibles col Modelu Estándar dientro de les incertidumes. Esta afirmación podrá acutase con más precisión cuando los datos del nuevu periodu d'operaciones del LHC, que va entamar en 2021 tres l'actual periodu de puesta en marcha, tean disponibles.

 

Estes resultancies son namás un intentu nuevu  de desenguedeyar el comportamientu del bosón de Higgs y por tantu de la naturaleza nel so nivel más fundamental. Pero entá queden más pieces n'este puzle. Les midíes que'l grupu ta nestos momentos preparando pa estudiar los futuros datos del LHC van ser decisives p'ameyorar la nuesa comprensión de los misterios del universu.

 

Grupu de Física Esperimental d'Altes Enerxíes forma parte tamién del Institutu Universitariu de Ciencies y Tecnoloxíes Espaciales (ICTEA) y del Departamentu de Física de la Universidá d'Uviéu. Tien una esperiencia de más de 25 años en Física de Partícules sobremanera n'esperimentos del Llaboratoriu Européu de Física de Partícules, CERN. Ye miembru de la collaboración CMS dende los sos empiezos. Cuenta na actualidá con 13 miembros.