Bosón Elemental (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Bosón Elemental 

El bosón elemental es propuesto en algunos modelos de partículas para la formación del toponio, se le considera que es una partícula escalar fundamental (como el Higgs) que, en algunos modelos teóricos, podría mezclarse o interactuar con un estado compuesto de quark top y antitop.

• En modelos como el del Higgs compuesto o del condensado top, el bosón de Higgs observado sería una combinación de un campo escalar elemental y de un estado ligado tipo toponio.
• Esta idea intenta explicar el origen dinámico de la masa y el mecanismo de ruptura de simetría electrodébil, de manera más natural que el Higgs puramente elemental.

Fundamentos sobre la posible existencia del Bosón Elemental

El Bosón Elemental toca una zona intermedia entre la física de partículas elementales y la física de estados ligados, donde la distinción entre “bosones elementales” y “bosones compuestos” se vuelve difusa.

El toponio  sería un estado ligado formado por un quark top y su antiquark top, de manera análoga a como:

• el positronio = electrón + positrón,
• el quarkonio (como el J/ψ o Υ) = quark pesado + antiquark (charm o bottom).

Estos sistemas son análogos a los átomos, pero en lugar de estar unidos por fuerzas electromagnéticas, están confinados por la fuerza fuerte (la interacción gluónica).

Sin embargo, en el toponio :

El quark top decae demasiado rápido (en  segundos) como para que el estado ligado se forme completamente. Así que el toponio, estrictamente, no existe como una partícula estable, pero se estudia teóricamente como una resonancia casi formada.

En algunos modelos más allá del Modelo Estándar, se ha propuesto que ciertos bosones escalares (o compuestos) pueden estar relacionados o mezclados con el estado  del toponio.

La idea surge porque:

El bosón de Higgs y el toponio comparten números cuánticos semejantes: espín 0, carga neutra, y paridad positiva. En teoría, podrían mezclarse o confundirse si existiera un bosón escalar “similar al Higgs” formado principalmente por pares de top–antitop.

En algunos modelos como los modelos de Higgs compuesto o de condensado top, se sugiere que:

El bosón de Higgs no sería verdaderamente elemental, sino un estado ligado de quark top y antitop, es decir, una especie de “toponio condensado”. En esos esquemas, se considera un bosón escalar elemental de referencia (el campo subyacente) que se mezcla con el estado compuesto del toponio, dando lugar a un bosón físico observado con masa intermedia (~125 GeV, el Higgs actual).

Así, el bosón elemental actuaría como el componente puro del campo escalar fundamental, mientras que el toponio sería el componente compuesto.

La partícula real observada (como el Higgs) podría ser una superposición cuántica de ambos.

Propiedades típicas del Bosón Elemental