El bosón W, en su última medición, puso en apuros al SM (modelo estándar)

“El modelo estándar es lo mejor que tenemos para la física de partículas. Es increíblemente bueno. El problema es que sabemos que estamos equivocados”

El Modelo estándar es la teoría física que explica tres de las cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan el universo: el electromagnetismo, la fuerza fuerte y la fuerza débil. La única fuerza que no ha podido explicar este modelo es la gravedad. El electromagnetismo es transportado por fotones e implica la interacción de campos eléctricos y campos magnéticos. La fuerza fuerte, que es transportada por los gluones, une los núcleos atómicos para hacerlos estables. La fuerza débil, transportada por el bosón W y el bosón Z, provoca reacciones nucleares que han alimentado nuestro Sol y otras estrellas durante miles de millones de años. 

¿Qué es el bosón W? 

El bosón W, cuya existencia y propiedades detalladas se predijeron por primera vez en la década de 1960 y se confirmaron en el CERN en 1983, es un componente clave del modelo estándar. Es una partícula que está asociada con la fuerza débil, que es responsable de la desintegración β nuclear radiactiva, y que juega un papel similar al del fotón en la interacción electromagnética.

¿Qué pasó en la última medición del Bosón W?

Ahora sí podemos decir qué pasó con su última y más precisa medición. Un asunto que desafía el SM y los físicos no saben qué dirección tomar. El Modelo Estándar de la física de partículas es la mejor manera existente de cómo los físicos han descrito los componentes básicos del universo: así han explicado los quarks y leptones que conforman toda la materia conocida. 

Ayer la revista science.org publicó los resultados del experimento realizado por un grupo de cientos de científicos de varias partes del mundo. El Collider Detector at Fermilab (CDF) en Estados Unidos ha logrado la medición más precisa después de 10 años de ardua trabajo. Una medición cada vez más precisa de esta importante partícula nos habla de lo poco que sabemos del universo y de la materia y las partículas que lo componen. 

Durante los últimos 30 años, ha habido mediciones cada vez más precisas de la masa del bosón W, y la Colaboración CDF ahora se suma a estos informes. Con base en 10 años de datos registrados en la CDF, informan una masa de bosón W con una precisión impresionante de 117 partes por millón (ppm), el doble de precisa que la medición más precisa anterior. Su medida Wla masa del bosón está en conflicto directo con el SM porque es más pesado que la predicción del SM por siete desviaciones estándar.

“Nos sorprendió muy gratamente [el resultado]”, escribió Ashutosh Kotwal, físico de la Universidad de Duke y miembro de la colaboración CDF, en un correo electrónico. “Estábamos tan centrados en la precisión y solidez de nuestro análisis que el valor en sí fue como un maravilloso susto”.

“La verdad es que lo que sucedió aquí es lo que suele pasar la mayoría de las veces en la ciencia. Echamos un vistazo al número y dijimos: ‘Eh, qué extraño’”, dijo David Toback, físico de la Universidad Texas A&M y portavoz de la Colaboración CDF, en una videollamada. “Se podía ver a la gente callada. No sabíamos qué sacar de eso”.

La mayor conclusión que pudieron sacar los científicos casi en su totalidad fue que hay un gran desconocimiento sobre la materia, el universo y sus partículas. Y aunque el SM es una super herramienta de la física de partículas lo que les está diciendo es que los científicos están equivocados y con mucho.

El Collider Detector at Fermilab (CDF) fue un detector que registró las colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron (EE UU) desde 1985 hasta 2011. Sus datos se siguen analizando y ofreciendo resultados como la masa del bosón W. / Fermilab

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