Madrid, 16 abr 2022 (ATB Digital).- Una pequeña partícula subatómica llamada Bosón W sería más pesada de lo que los científicos pensaban anteriormente. La medición fue realizada por físicos del Collider Detector en Fermilab (CDF) Collaboration y podría sacudir la gran teoría física del todo. Los detalles del trabajo fueron publicados en Science.
La observación del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN validó la última pieza faltante del Modelo estándar. Este modelo, que incorpora mecánica cuántica, relatividad especial, simetría de calibre y teoría de grupos, describe la mayoría de las mediciones de física de partículas.
El bosón W
El Modelo estándar postula una serie de simetrías establecidas experimentalmente entre las propiedades de las partículas, que limitan estrechamente los parámetros del modelo a partir de datos experimentales.
Dada la precisión experimental y el poder predictivo del Modelo estándar, sus ajustes a los datos generan estimaciones precisas de parámetros fundamentales. En este caso, la masa del bosón W. Al ser uno de los mediadores de la fuerza nuclear débil, esta partícula se convierte en un componente clave del marco del modelo.
“Cuando finalmente revelamos el resultado, descubrimos que difería de la predicción del Modelo estándar. Si se confirma la medida, sugeriría la necesidad de mejoras en el cálculo del Modelo estándar o posibles extensiones», indicó el Dr. Ashutosh Kotwal, físico de la Universidad de Duke.
La nueva medición
Los físicos del CDF han trabajado para lograr mediciones cada vez más precisas de la masa del bosón W durante más de 20 años. El valor central y la incertidumbre de su última medición de masa es 80.433,5 ± 9,4 MeV/c2. La medición de la masa del bosón W tiene una precisión del 0,01 %, el doble de precisa que la mejor medición anterior.
Este resultado utiliza el conjunto de datos completo recopilado por el detector CDF II en el Fermilab Tevatron, el cual se basa en la observación de 4,2 millones de candidatos a bosones W, aproximadamente cuatro veces el número utilizado en el análisis del CDF publicado en 2012.
“Muchos experimentos con colisionadores han producido mediciones de la masa del bosón W en los últimos 40 años”, comentó el Dr. Giorgio Chiarelli, físico del Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear. «Estas son mediciones desafiantes y complicadas, que han logrado una precisión cada vez mayor».
Más estudios
Los investigadores también compararon su resultado con el mejor valor esperado para la masa del bosón W utilizando el Modelo estándar: 80357±6 MeV/c2. Este valor se basa en cálculos complejos del modelo que vinculan intrincadamente la masa del bosón W con las medidas de las masas de otras dos partículas: el quark top y el bosón de Higgs.
“El resultado es una contribución importante para probar la precisión del Modelo estándar”, señaló el Dr. David Toback, físico de la Universidad Texas A&M. “Ahora depende de la comunidad de física teórica y otros experimentos hacer un seguimiento y arrojar luz sobre este misterio”, añadió.
No se debe descartar que la diferencia entre el valor experimental y el esperado sea consecuencia de algún tipo de nueva partícula o interacción subatómica. En todo caso, es muy probable que lo descubramos en futuros experimentos.
Vía: Robotitus Tecnología