Esta pregunta está dirigida principalmente a personas que son expertas en modelos (más allá) estándar de partículas elementales, pero se agradecen mucho las aportaciones de otros físicos o estudiantes.
Un amigo me preguntó sobre un nuevo descubrimiento en el CERN en marzo de 2021 del que no estaba al tanto hasta ahora. Permítanme explicar este descubrimiento primero. Los quarks pueden desintegrarse en leptones y el modelo estándar predice que los quarks de fondo (de belleza) se descompondrán en muones al mismo ritmo que lo hacen en electrones. Sin embargo, los resultados experimentales del CERN revelan que los quarks parecen decaer en muones con menos frecuencia que en electrones (alrededor de 85 decaimientos de muones por cada 100 decaimientos de electrones). ¡Esta evidencia indica que alguna partícula antes no vista o una nueva fuerza están involucradas en el proceso de descomposición! Como afirmaron, esto significa que se hará más clara la necesidad de una teoría mejor más allá de la teoría estándar.
Si los datos experimentales son correctos (según las noticias , los resultados son realmente fuertes ya que la incertidumbre del resultado es superior a tres sigma , pero aún no lo suficiente), ¿ cuáles serán las propiedades de la nueva partícula o (quizás) la nueva fuerza? ¿Esta observación no puede explicarse dentro del estado actual de la física?
Convertiré mi comentario en una respuesta:
Este es un enlace del CERN que analiza las pruebas experimentales de la universalidad de los leptones. Por sí sola esta medida no es suficiente ya que es una desviación estándar de 3.1. En física de partículas, solo las desviaciones superiores a 5 se toman en serio como nuevos descubrimientos. Sin embargo, hay más pistas.
La universalidad de leptones es la idea de que los tres tipos de partículas de leptones cargadas (electrones, muones y taus) interactúan de la misma manera con otras partículas. Como resultado, los diferentes tipos de leptones deben crearse con la misma frecuencia en transformaciones de partículas, o "desintegraciones", una vez que se toman en cuenta las diferencias en su masa. Sin embargo, algunas mediciones de desintegración de partículas realizadas por el equipo LHCb y otros grupos en los últimos años han indicado una posible diferencia en su comportamiento.
Es una violación esperanzadora del Modelo Estándar, que se utilizará para obtener más tiempo de datos. Todos los experimentos de mayor energía son esfuerzos para encontrar desviaciones del SM y obtener mejores teorías, pero es demasiado pronto para sacar conclusiones.
Ya hay trabajos teóricos que intentan ajustar el posible efecto, por ejemplo . Por lo que puedo entender, no están introduciendo una nueva fuerza, como lo hace el modelo GUTS, sino que amplían las simetrías grupales del SM. Así que en su análisis no hay nuevas fuerzas, solo nuevos bosones debido a la simetría que proponen para modificar el modelo estándar.
En este artículo , El papel del leptoquark S3 GUT en la universalidad del sabor y las búsquedas de colisionadores intentan usar las teorías GUT para explicar las discrepancias, por lo que no se proponen nuevas fuerzas GUT.
Se esperan nuevas partículas de fuerza en las teorías de GUT, genéricamente señaladas como X (supongo que por "desconocido"). Si un GUTS pudiera ajustarse a los datos (como afirma el leptoquark anterior), implicaría que el modelo GUTS particular debería ser el estándar real. , y después de romper la simetría, aparece el modelo estándar actual con correcciones. Entonces, uno debe esperar que la partícula X, después de romperse, exista con una gran masa (similar a la Z y W que existen después de la ruptura de la simetría electrodébil) y debe buscarse.
Uno tiene que esperar más datos y más teorías :)
SG8