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El bosón de Higgs descubierto empiricamente el 2012, puede ser la respuesta a varias preguntas que los cosmólogos llevan realizándose hace tiempo. Dos físicos sugieren que el Higgs tuvo un papel clave en los inicios del universo: la producción de la diferencia observada entre el número de partículas de materia y antimateria, y la determinación de la densidad de la misteriosa materia oscura que compone cinco sextas partes de la materia en el Universo.

En un artículo aceptado para su publicación en Physical Review Letters, Sean Tulin de la Universidad de Michigan y Géraldine Servant del Instituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados en Barcelona, ​​España, dicen que pudo haber sido una asimetría en el Universo temprano entre el bosón de Higgs y su contraparte de antimateria, el anti-Higgs.

“Realmente hacemos que el bosón juege un papel clave, mientras que en muchas otras teorías cosmológicas es sólo un producto”, dice Tulin.

Se cree que el Higgs no tiene actualmente una antipartícula, pero el modelo cosmológico estándar permite considerar que en el universo primitivo habian tanto bosones de Higgs como anti-Higgs. La idea de Tulin y Servant es que había un desequilibrio entre el número de estas partículas. Como el Higgs interactúa con la materia ordinaria, el desequilibrio en el número de Higgs y anti-Higgs podría haberse traducido en una asimetría en la cantidad de materia y antimateria.

El equipo ha llamado a esta idea Higgsogenesis, su predecesora, la bariogénesis, explica la asimetria a través de la creación de más bariones (partículas como protones y neutrones) que antibariones. “Higgsogenesis es una alternativa”, dice Tulin.

Tulin y Servant muestran que si el Higgs también interactuó con la materia oscura podría producir una relación entre la materia oscuridad y visible, que es justo lo que vemos en el universo actual. Servant dice que una consecuencia de la interacción del Higgs, de esta forma, sería una nueva y potencial prueba de la materia oscura, que ha demostrado hasta ahora ser difícil de ser detectada. Cuando el Higgs decae a otras partículas en el Gran Colisionador de Hadrones de CERN, cerca de Ginebra, Suiza, ocasionalmente se formarían partículas de materia oscura que no podrían ser detectadas. Los decaimientos del Higgs en ​​el LHC aún no se han estudiado lo suficiente como para decir si esto está sucediendo, pero podría ser en el futuro, dice Servant.

Otros grupos también están proponiendo la Higgsogenesis. En julio, el teórico Sacha Davidson de la Universidad de Lyon en Francia y sus colegas subieron un paper a arXiv investigando que podría ser requerido para producir la asimetría entre el bosón de Higgs y anti-Higgs para que comenzara la Higgsogenesis en el Universo temprano. Encontraron una teoría relativamente simple que puede producir una asimetría del tipo que Servant y Tulin proponen.

Manoj Kaplinghat, físico teórico en la Universidad de California, Irvine, le gusta la propuesta de Tulin y Servant debido a su simplicidad. “Sabemos que el Higgs existe, sabemos que la materia oscura y la asimetria materia-antimateria, y ellos estan tratando de poner tres hechos empíricos juntos”, dice.

 

Paper de Servant y Tulin: http://arxiv.org/abs/1304.3464

Paper de Davidson y compañia: http://arxiv.org/abs/1307.6218

Fuente: http://www.nature.com/news/higgsogenesis-proposed-to-explain-dark-matter-1.13883?WT.mc_id=FBK_NatureNews