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8 Apr 2022 - 2:06 p. m.

Los nuevos datos que cuestionan una antigua teoría de la física de partículas

La colaboración científica internacional Collider Detector at Fermilab ha medido con precisión la masa del bosón W —una de las partículas elementales— y su valor es sorprendentemente alto, tanto, que se desvía de las predicciones del modelo estándar. El extraordinario resultado tendrá que ser validado por futuros experimentos, como los que se realizan en el gran colisionador LHC.

Enrique Sacristán - Agencia Sinc

Utilizando las colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron del Fermilab, la colaboración del CDF recopiló enormes cantidades de datos que contienen bosones W desde 1985 hasta 2011, explico Fermilab.
Utilizando las colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron del Fermilab, la colaboración del CDF recopiló enormes cantidades de datos que contienen bosones W desde 1985 hasta 2011, explico Fermilab.
Foto: Fermilab.

El Collider Detector at Fermilab (CDF) fue un detector que registró las colisiones de protones y antiprotones producidas desde 1985 hasta 2011 en el acelerador Tevatrón del laboratorio Fermilab, a las afuera de Chicago (EE UU).

Unos 400 científicos de 54 instituciones de 23 países forman la colaboración CDF que siguen analizando la gran cantidad de datos que recogió aquel experimento. De esta forma han obtenido la medición más precisa obtenida hasta ahora de la masa del bosón W, y ha resultado ser más alta de lo esperado. El hallazgo es portada esta semana en la revista Science. (Puede leer: Tras 18 meses en cama, un implante le permite a una mujer volver a andar)

El nuevo valor de la masa del bosón W, aproximadamente dos veces más preciso que la mejor medición anterior, indica que la partícula es mucho más pesada de lo que predice el modelo estándar de la física de partículas, el marco teórico que describe la naturaleza en su nivel más fundamental.

“La masa del bosón W, mediador de la fuerza débil —una de las cuatro fuerzas fundamentales entre las partículas—, está fuertemente limitada por las simetrías del modelo estándar de la física de partículas”, señalan los autores, “el bosón de Higgs era el último componente que faltaba en el modelo, y tras su observación, la medición de la masa del bosón W proporciona una prueba rigurosa del modelo”. Esta partícula es responsable de los procesos nucleares que hacen brillar el sol y de la descomposición de las partículas, explican desde CDF. (Le puede interesar: Descubren más de 5.500 nuevas especies de virus de ARN en el mar)

Sin embargo, añaden: “Hemos medio la masa del bosón W, y con una muestra de aproximadamente 4 millones de candidatos, se ha obtenido un valor de 80.433,5 +/- 9,4 MeV/c2 (donde MeV son megaelectronvoltios y c la velocidad de la luz en el vacío), con una precisión que supera la de todas las mediciones anteriores combinadas. Y esta medición está en tensión significativa con la expectativa del modelo estándar”.

Si se confirman, los hallazgos de la colaboración CDF podrían poner en evidencia las áreas en las que el modelo estándar debe ser mejorado o ampliado, o incluso proporcionar un primer vistazo a la física que pudiera haber más allá.

La existencia del bosón W se predijo en los años 60 del siglo pasado y se confirmó por primera vez a principios de los 80. Como es responsable de la fuerza nuclear débil, una de las interacciones fundamentales de la física, su masa entra dentro del marco teórico del modelo, que está limitado por otros parámetros observables, como la carga del electrón y las masas de otras partículas. Por tanto, una medición precisa de la masa de este bosón puede proporcionar una evaluación rigurosa de la consistencia de las predicciones del propio modelo. (También puede leer: Ya hay 50.000 especies de arañas descritas por la ciencia (podrían ser 50.000 más))

“Ahora le corresponde a la comunidad de física teórica y a otros experimentos hacer un seguimiento de esto y arrojar luz sobre este misterio. Si la diferencia entre el valor experimental y el esperado se debe a algún tipo de nueva partícula o interacción subatómica, que es una de las posibilidades, hay muchas posibilidades de que sea algo que se pueda descubrir en futuros experimentos”, concluyó David Toback, coportavoz de la CDF.

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