Un equipo de investigadores del Gran Colisionador de Hadrones del CERN midió la masa del bosón W y encontró que está en línea con la Modelo estándar de física de partículasel general teoría que describe las cuatro fuerzas fundamentales y las características de las unidades más pequeñas de materia.
El el hallazgo del equipo contrarresta una medida precisa tomada el año pasado por una colaboración de cientos de científicos en CDF Collaboration, quienes se sorprendieron gratamente al descubrir que el bosón W, una partícula elemental responsable de la fuerza nuclear débilfue mucho más masivo de lo que se creía anteriormente, un hallazgo que superó las expectativas del modelo estándar.
el ~73 discrepancia de megaelectronvoltios entre las dos medidas es la diferencia entre la masa real del bosón que está casi de acuerdo con el modelo estándar y significativamente en desacuerdo con él.
El equipo del CERN Anunciado su resultado durante la conferencia Rencontres de Moriond el mes pasado. Su figura proviene a nuevo análisis de unos 14 millones de candidatos a bosones W producidos en colisiones entre protones en el Gran Colisionador de Hadrones como parte del experimento ATLAS en 2011.
Ellos encontró una masa de bosón de 80.360 ±16 MeV, 10 MeV más baja y un 16% más precisa que la estimación anterior de ATLAS, según un lanzamiento del CERN.
«Este resultado actualizado de ATLAS proporciona una prueba estricta y confirma la consistencia de nuestra comprensión teórica de las interacciones electrodébiles», dijo Andreas Hoecker, portavoz del experimento ATLAS, en el liberar.
Pero las cosas no son tan sencillas. El año pasado, la CDF Collaboration midió la masa del bosón en 80.433 ± 9 MeV, según las colisiones realizadas en el acelerador Tevatron de Fermilab en Illinois, también en 2011. (Tevatron se apagó poco después de la ejecución experimental de 2011).
La diferencia entre las dos medidas tomadas en el CERN y el Fermilab parece pequeña, pero esEs masivo a escala subatómica y tiene importantes implicaciones para el modelo estándar. En perspectiva, la masa estimada del bosón de la Colaboración CDF es aproximadamente 80 veces la masa de un protón.
«Dado que el documento del experimento ATLAS describe un ‘reanálisis’ de los mismos datos que ATLAS ya publicó en 2017, es de esperar que ATLAS obtenga un valor similar al anterior», dijo Ashutosh Kotwal, físico de la Universidad de Duke y miembro de la CDF Collaboration, en un correo electrónico a Gizmodo. “El nuevo análisis utiliza esencialmente la misma técnica que la publicación anterior. Es interesante que se emitiera un comunicado de prensa para anunciar un análisis modificado de datos antiguos”.
“La medición CDF continúa siendo la medición más precisa del mundo de la masa del bosón W”, agregó Kotwal.
TEstos experimentos separados, que juntos implican miles de científicos, obtuvo números muy diferentes para la masa de esta partícula fundamental. Ninguno de los equipos ha identificado nada malo con sus enfoques.
“Pasamos el último año mostrando los resultados en todo el mundo, y no se han encontrado preocupaciones sustanciales sobre los métodos o las comprobaciones cruzadas”, dijo David Toback, físico de la Universidad Texas A&M y portavoz de la Colaboración CDF. , en un correo electrónico a Gizmodo. “Se ha convocado una combinación de colaboraciones de todo el mundo para ver si podían entender las diferencias, y tampoco han encontrado una explicación para las diferencias”.
Entonces, ¿qué está pasando? El Modelo Estándar ha sido el marco guía para nuestra comprensión de la física de partículas. desde principios de la década de 1970. No es perfecto, un hecho del que los físicos son muy conscientes: TEl modelo no tiene en cuenta la materia oscura, el término general para el enigmático algo no podemos observar directamente, la energía oscura, que constituye 68% del universo y es aparentemente responsable de la expansión acelerada del universo, o gravedad, una fuerza fundamental en todas nuestras vidas, pero que no parece existir en escalas subatómicas.
Obtener medidas exactas para partículas fundamentales como el bosón W ayuda a los físicos a comprender los límites del modelo estándar; una vez identificados esos límites, los científicos están mejor preparados para descubrir cosas nuevas.
En otras palabras, las incógnitas conocidas abundan en el mundo subatómico y, a veces, obtener resultados realmente extravagantes es un problema. Buena cosa. Averiguar qué es un descubrimiento genuino y qué es una casualidad en los datos es el reto.
Toback dijo que algunas personas pueden tener la tentación de Concluir que la medida con las barras de error más pequeñas o la que menos difiere de la estimación del Modelo Estándar, es decir, la figura de ATLAS—es la correcta.
“No me interesa lo simple. CDF no está interesado en simple. La ciencia no ofrece la ‘verdad’; ofrece nuestra mejor comprensión del momento”, dijo Toback. “Esperamos con ansias la publicación de ATLAS de las actas de su conferencia con todos los detalles sangrientos, para que podamos entenderlos al mismo nivel que entendemos los nuestros”.
Además del trabajo de CDF y el reciente análisis de ATLAS, se esperan más mediciones del bosón W de ATLAS, el Compact Muon Solenoid y LHCb, todos experimentos a lo largo del Gran hadrón Colisionador.
Es posible que el Gran Colisionador de Hadrones sea simplemente muy poca energía para producir partículas que podrían ayudar a aclarar lo que pasa por alto el modelo estándar. Si ese es el caso, tendríamos que esperar a un LHC mejorado o un colisionador mucho más masivo para inducir nuevas reacciones entre las partículas.
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