El Solenoide Compact Muon (CMS) es un detector de uso general en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Crédito: CERN
Los límites son algunos de los más estrictos hasta ahora sobre la existencia de leptoquarks de tercera generación.
En el nivel más fundamental, la materia está formada por dos tipos de partículas: leptones, como el electrón, y quarks, que se combinan para formar protones, neutrones y otras partículas compuestas. Según el modelo estándar de física de partículas, tanto los leptones como los quarks se dividen en tres generaciones de masa creciente. De lo contrario, los dos tipos de partículas son distintos. Pero algunas teorías que amplían el Modelo Estándar predicen la existencia de nuevas partículas llamadas leptoquarks que unificarían quarks y leptones al interactuar con ambos.
En un nuevo artículo, la colaboración de CMS informa los resultados de su última búsqueda de leptoquarks que interactuarían con quarks y leptones de tercera generación (los quarks superior e inferior, el leptón tau y el neutrino tau). Estos leptoquarks de tercera generación son una posible explicación de una serie de tensiones con el Modelo Estándar (o “anomalías”), que se han visto en ciertas transformaciones de partículas llamadas mesones B pero que aún no se han confirmado. Por tanto, existe una razón adicional para perseguir estas partículas hipotéticas.
El equipo de CMS buscó leptoquarks de tercera generación en una muestra de datos de colisiones protón-protón que fueron producidas por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) a una energía de 13 TeV y fueron registradas por el experimento de CMS entre 2016 y 2018. Específicamente, el El equipo buscó pares de leptoquarks que se transforman en un quark superior o inferior y un leptón tau o neutrino tau, así como leptoquarks individuales que se producen junto con un neutrino tau y se transforman en un quark superior y un leptón tau.
Los investigadores de CMS no encontraron ninguna indicación de que tales leptoquarks se produjeran en las colisiones. Sin embargo, pudieron establecer límites más bajos en su masa: encontraron que tales leptoquarks necesitarían tener al menos 0.98–1.73 TeV de masa, dependiendo de su espín intrínseco y la fuerza de su interacción con un quark y un leptón. Estos límites son algunos de los más estrictos hasta ahora en los leptoquarks de tercera generación, y permiten excluir parte del rango de masa del leptoquark que podría explicar las anomalías del mesón B.
Continúa la búsqueda de leptoquarks.
