El detector CMS del Gran Colisionador de Hadrones
Imagen de SciTech/James King-Holmes/Fotografía de archivo de Alamy
Una posible grieta en el modelo estándar de física de partículas Parece estar menguando, ya que nuevos datos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN contradicen una resultado desconcertante anterior que entusiasmaba a los físicos sobre la posibilidad de nuevos, Física exótica – pero aún quedan algunos misterios.
“El modelo estándar sobrevive por el momento”, Josh Bendavid El 17 de septiembre, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el profesor de Física de Partículas de la Universidad de Ginebra (Suiza), presentó nuevos datos sobre la masa del bosón W, una partícula fundamental que resulta crucial para procesos como la desintegración nuclear y la determinación de la masa del bosón de Higgs.
Las preguntas sobre la masa del bosón W comenzaron en 2022, cuando los físicos que trabajaban con datos del colisionador Tevatron en Fermilab en Illinois enviaron ondas de choque a través de la comunidad de física de partículas. Su valor para la masa del bosón W fue marcadamente diferente del predicho por el modelo estándar, nuestra mejor imagen de cómo interactúan las partículas y las fuerzas del universo, lo que sugiere que los físicos pueden haber pasado algo por alto.
Pero en 2023, los investigadores del CERN poner en duda sobre esta discrepancia, después de que volvieron a analizar datos antiguos tomados por el detector ATLAS en el Gran Colisionador de Alta CapacidadEncontraron un valor para la masa del bosón W que una vez más coincidía con la predicción del modelo estándar, lo que desmintió las esperanzas de una desviación de la física conocida.
Ahora, Bendavid y sus colegas han obtenido un nuevo valor para la masa del bosón W, utilizando nuevos datos de otro de los detectores del LHC, el Compact Muon Solenoid (CMS), y han descubierto un valor de 80.353 millones de electronvoltios (MeV) que, con una incertidumbre de 6 MeV, coincide con el modelo estándar. La pequeña incertidumbre también hace que ésta sea la medida más precisa obtenida en el LHC, dijo Bendavid.
Ashutosh Kotwal En la Universidad Duke en Carolina del Norte, quien dirigió la colaboración científica que produjo el resultado del Tevatron, dice que es fantástico tener otra medición de la masa del bosón W, pero como los colisionadores LHC y Tevatron utilizan métodos diferentes para producir la partícula, es más difícil comparar los resultados. Sin embargo, Martijn Mulders En el CERN, que forma parte de la colaboración CMS, afirma que esta diferencia se habrá tenido en cuenta en la incertidumbre general.
“En este aspecto fundamental de los haces, ATLAS y CMS son idénticos”, afirma Kotwal. “Lo ideal hubiera sido disponer de datos adicionales o independientes en el Tevatron”. Lamentablemente, el Tevatron cerró en 2011, por lo que no habrá más datos nuevos.
Todo esto significa que es demasiado pronto para decir qué medida de masa del bosón W es correcta y que las diferencias aún deben explicarse. “No termina con dos números sobre la mesa, es el comienzo”, dice Kotwal. “Es cuando comenzamos a discutir detalles científicos y técnicos sobre los procedimientos. La verdad está ahí afuera, hay una masa de bosón W en el universo. Todos estamos tratando de encontrarla”.
El modelo detrás del cálculo del CMS difiere del utilizado para obtener otros resultados, dice Matías Schott Schott es un experto en el CERN que trabaja en la colaboración ATLAS. Esto hace que su alineación con los resultados que utilizan otros modelos sea una señal de que es más probable que sea correcta. “Esto nos da una confianza extremadamente alta ahora”, dice Schott. “Todas las mediciones se alinean muy bien entre sí, excepto una que está un poco desfasada, por lo que me inclinaría a decir que esto resuelve el caso”.
Mulders está de acuerdo en que ahora le corresponde al Fermilab, o grupo CDF, explicar su resultado. “La mayoría de mis colegas creerán ahora que estas mediciones de la masa del bosón W concuerdan entre sí y con la predicción del modelo estándar, y que esa es probablemente la respuesta real y que el resultado CDF es un caso atípico”, dice Mulders. Schott y sus colegas de ATLAS están preparando actualmente una medición completamente nueva del bosón W, también a partir de nuevos datos, que debería ayudar a resolver el asunto, dice.
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