La colaboración LHCb presentó el 3 de noviembre en el CERN indicios de una desintegración rarísima. Una partícula llamada mesón Bd se transforma en dos muones alrededor de una vez de cada 10.000 millones. Ese mesón contiene un quark b, o quark belleza, y un antiquark d.
Al sumar los datos de 2011-2018 y los de 2024-2025, la señal llega a 3,2 desviaciones estándar. Con esa medida calculan los físicos si algo destaca sobre el azar. Según la nota del CERN, ningún experimento había alcanzado antes ese nivel por sí solo, aunque confirmarla exigirá llegar a 5.
Dos muones desde 1984
En 1984, el experimento CLEO fijó el primer límite para este proceso, recuerda el artículo técnico de LHCb. Entonces solo pudo concluir que no ocurría más de 2 veces de cada 10.000. La cifra actual es casi 1,8 millones de veces menor que aquel tope.
«Los físicos llevan más de cuarenta años persiguiendo esta desintegración», afirma Marco Santimaria, que codirigió al equipo de 19 personas del análisis. Y añade en la misma nota: «Hace falta una precisión extrema para distinguir los muones en medio de un fondo abrumador».
Un muón se parece a un electrón, pero pesa más. Durante el proceso, el quark y el antiquark del mesón se aniquilan. La energía liberada acaba convertida en un muón y su antipartícula.
Tanto interés tiene una explicación cuántica. Hay partículas demasiado pesadas para fabricarlas en el acelerador donde se llegó a convertir plomo en oro, pero pueden influir en estas desintegraciones. Cuanto menos probable es una de ellas, más se nota esa huella, y por eso el CERN las llama «canales de oro».
El aviso de 2015 falló
LHCb y CMS, dos grandes detectores del LHC, publicaron en 2015 un análisis conjunto en Nature. Aquel trabajo observó por primera vez una desintegración hermana, la del mesón Bs en dos muones, y apuntó también a la del Bd. Los análisis posteriores, con datos hasta 2018, no confirmaron esa segunda señal.
Hasta ahora, el mejor límite dejaba el Bd por debajo de 1,6 casos de cada 10.000 millones. El Bs aparece unas tres veces de cada 1.000 millones de desintegraciones de partículas con quark belleza. Para el Bd, la teoría prevé una frecuencia unas 30 veces menor.
Cinco veces más datos por segundo
Gracias a una gran renovación, LHCb recoge desde 2024 datos a un ritmo cinco veces superior al de 2010-2018. El detector distingue además mejor unas partículas de otras. Su primera etapa de selección de colisiones, antes basada en hardware, ahora funciona solo con software.
Para apartar las señales que imitan a los dos muones, el equipo entrenó un algoritmo de aprendizaje automático. Según el CERN, sin esas mejoras el fondo de otros procesos habría tapado estas desintegraciones.
Los dos años de la nueva etapa aportan 18 femtobarns inversos, la unidad que cuenta las colisiones acumuladas. Doblan los 9 reunidos entre 2011 y 2018, y el conjunto completo suma 27.
1,14 casos por cada 10.000 millones
El valor central combinado del Bd es de 1,14 desintegraciones por cada 10.000 millones. Su incertidumbre estadística ronda 0,4. El Modelo Estándar, la teoría reforzada por la detección del bosón de Higgs, predice 1,03.
Para el Bs, LHCb ha firmado la medida más precisa hasta hoy, con 3,25 casos por cada 1.000 millones frente a los 3,66 previstos. Su vida efectiva, de 1,60 billonésimas de segundo, también concuerda con la teoría.
Ciertas ampliaciones de la física conocida, con bosones de Higgs adicionales o leptoquarks, alterarían estas frecuencias. La web de la colaboración explica que el acuerdo con la teoría estrecha el margen de esos modelos.
«Ver indicios de esta desintegración tan rara resulta increíblemente emocionante y abre nuevas posibilidades de explorar más allá del alcance directo del LHC», señala Harry Cliff, codirector del análisis.
Tres desviaciones todavía no bastan
Con 3 desviaciones estándar, el CERN calcula un 0,3 % de probabilidad de que la señal surja por azar. Esa cifra permite hablar de indicios, no de descubrimiento. El caso de 2015 demuestra que un indicio de este proceso puede desvanecerse.
La incertidumbre ronda además un tercio del valor medido, así que aún no permite detectar pequeñas desviaciones. El artículo se ha enviado a Physical Review X y todavía no ha aparecido en esa revista.
Más datos decidirán el asunto. El LHC de Alta Luminosidad arrancará en 2030 y LHCb planea otra renovación a mediados de la próxima década. Ambos cambios podrían multiplicar por diez el ritmo de recogida.
Si llega a las 5 desviaciones, esta sería la desintegración más rara observada en una partícula con quark belleza.
Los resultados se han publicado en arXiv con fecha de 30 de octubre de 2026.
Crédito de la imagen: CERN.
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