Los físicos estudiaron los resultados del colisionador Tevatron durante 10 años y llegaron a la conclusión de que el experimento
Que paso
El W-boso es la partícula fundamental que porta la fuerza nuclear débil. Resultó ser mucho más pesado que según el modelo estándar de la física.
Se encontró una diferencia del 0,09% entre los datos teóricos y experimentales. Parece que esto es pequeño, pero este error es mucho mayor que el estándar: 0,01%.
Esta es información increíblemente importante para todos los físicos.mundo, dice Florencia Canelli, física de la Universidad de Zúrich. Si los datos obtenidos se confirman en otros experimentos, aparecerá la primera discrepancia seria con el modelo estándar de la física: esta es una teoría que describe todas las partículas que componen la materia y todas las interacciones fundamentales, excepto la gravedad.
Sí, el Modelo Estándar no funciona para todosprocesos. Por lo tanto, si aparece al menos una inconsistencia grave, habrá que cambiar el modelo. Pero hay físicos que son cautelosos con los resultados del experimento.
Generación de mediciones de masa del bosón W basadas enLos datos experimentales son un proceso muy complejo, yo interpretaría cuidadosamente la discrepancia existente con el modelo estándar, dice Matthias Schott, físico de la Universidad Johannes Gutenberg. Él cree que los físicos deben comprender con la mayor precisión posible por qué se produjeron tales discrepancias.
¿Qué sabemos sobre el bosón W?
La partícula fue descubierta en 1983. Los experimentos en ese momento calcularon que el bosón W pesaba 85 protones. El error de este valor fue del 5% o más, ya que era difícil calcular la masa.
El bosón Z y el bosón W están involucrados en la mayoría de losreacciones nucleares, en particular, en la fusión termonuclear, que ocurre en el Sol. Los bosones W y Z llevan la fuerza nuclear débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. El bosón W se estudia en colisionadores, donde se producen partículas y luego se empujan juntas a alta energía. Las partículas pueden fijarse durante su decaimiento en una subespecie de electrones, o en muones y neutrinos. El neutrino desaparece sin dejar rastro, pero se pueden rastrear el electrón y el muón.
Durante el proceso de descomposición, la mayor parte del originalLa masa del bosón W se convierte en energía de nuevas partículas. Si los físicos pueden medir esta energía y también determinar cómo se desintegran las partículas, podrán determinar la masa del bosón W. Pero si no se pueden rastrear las acciones de los neutrinos, entonces es imposible decir exactamente qué parte de la energía de un electrón o muón está asociada con la masa y qué parte está asociada con el impulso.
¿Qué hicieron los autores de la nueva obra?
En un artículo publicado en la revista Science,Los investigadores informan de casi una década de análisis de los datos recopilados con el acelerador de partículas Tevatron. Estas medidas, según los autores, son más precisas que todas las demás juntas. Los autores calcularon que la masa del bosón W es unas 157 mil veces mayor que la masa del electrón. Gracias a la nueva medida, se puede probar la relevancia del Modelo Estándar de la física.
¿Qué es la nueva física?
Este es el nombre que se le da a las leyes físicas queir más allá del modelo estándar. Y el nuevo trabajo no es el primer indicio de dicha física. Una situación similar ocurrió con el experimento de 2021 con muon-g2. Pero la precisión de ese trabajo fue significativamente menor que los nuevos resultados.
La masa del bosón W fue más alta de lo esperado hasta en siete desviaciones estándar, lo que significa que la probabilidad de que se trate de un accidente es de una entre un billón.
"Esta dimensión es la más significativadesviación de la predicción fundamental del modelo estándar, es más de lo que los científicos han registrado jamás. Así que creo que es una pista de que aún no comprendemos completamente la fuerza nuclear débil, o todas las partículas que experimentan esa fuerza", dijo Ashutosh Kotwal, profesor de la Universidad de Duke.
¿Qué cambiará el nuevo descubrimiento en la física?
Las consecuencias de este descubrimiento aún están por llegarpara entender completamente. Simplemente se podría ajustar el modelo estándar para que se ajuste a las nuevas medidas. Pero los autores del trabajo creen que son testigos del inicio de un cambio de paradigma y del surgimiento de una física hasta ahora desconocida.
El primer paso importante en el camino es conseguirconfirmación independiente. Ahora, los 400 científicos que trabajaron en el experimento se están reuniendo con otros físicos para analizar el resultado y comprender a dónde ir después. El Gran Colisionador de Hadrones del CERN está recopilando datos sobre el bosón W y podría usarse para nuevos experimentos.
“Si construimos un nuevo electrón-positróncolisionador, también podrá medir con mucha precisión la masa del bosón W. Además, el Gran Colisionador de Hadrones y experimentos especializados más pequeños miden nuevas partículas y sus interacciones con alta precisión. Si hay una nueva física, entonces será posible observarla en estos experimentos”, explicó el profesor Kotwal.
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