La medición, la más precisa realizada en el LHC del CERN hasta la fecha y obtenida por el experimento CMS, reafirma la exactitud del Modelo Estándar de la física de partículas.
En Santander, a 17 de septiembre de 2024
El CERN ha anunciado esta mañana la medida más precisa de la masa del bosón W hasta la fecha, obtenida en el LHC por el experimento CMS, que reafirma el Modelo Estándar de física de partículas, la teoría principal que describe la naturaleza en su nivel más fundamental.
Este mensaje llega después del
último dato ofrecido por el experimento CDF de Fermilab (Chicago), que difería del Modelo Estándar y ponía en juicio su fiabilidad, una sorpresa entonces para la comunidad investigadora.
“Es la primera medida de la masa del bosón W que hace el experimento CMS, desde que el LHC, el Gran Acelerador de Hadrones del CERN, comenzó a funcionar”, explica Guillelmo Gómez-Ceballos, científico del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), participante de la XVI edición de los 'Higgs Days' celebrados en el IFCA (CSIC - UC).
Se trata de una medición muy precisa de la masa del bosón W, 80360.2 ± 9.9 MeV (mega electronvoltios), y esto es lo más importante del anuncio, corrobora y reafirma el Modelo Estándar, el modelo por el que se rige la física para explicar los fenómenos de la naturaleza más simples.
Obtener una medida de la masa del bosón W es relevante porque se trata de una de las partículas mensajeras de una de las fuerzas que gobiernan nuestro universo, la que se conoce como fuerza nuclear débil, responsable de los procesos que hacen, por ejemplo, que el Sol brille o de la radiactividad. Y en este caso, según Gómez-Ceballos, el experimento CMS “ofrece una medida compatible con el Modelo Estándar y con gran precisión”.
Guillemo Gómez-Ceballos y Alicia Calderón, comentando la nueva masa del bosón W.
Otras medidas de la masa del bosón W
Otro experimento, el CDF del Fermilab, que utiliza el acelerador llamado Tevatrón, hizo en 2022 otra medida con una precisión similar, pero difería bastante del Modelo Estándar, lo que causó sorpresa entre la comunidad investigadora. "Por ello, era importante ahora corroborar o el experimento CDF, o el Modelo Estándar”, explica el investigador cántabro.
Por otro lado, la anterior medida más precisa dentro del LHC fue obtenida por el experimento ATLAS, con una precisión 50% mayor. Así que esa medida es superada ahora por este nuevo resultado obtenido por el experimento CMS, que viene a afianzar el Modelo Estándar, “esto es un gran avance en ambos sentidos, tanto a nivel de precisión como de reafirmación del Modelo Estándar de física de partículas”, concluye el físico cántabro.
El IFCA y sus Higgs Days
Los 'Higgs Days' llevan 16 años uniendo a la comunidad física en Santander.
Para este tipo de mediciones se utilizan protones, que recorren a grandes velocidades el gran acelerador LHC del CERN en ambas direcciones, chocando entre sí. “De entre los cientos de miles de millones de colisiones, nos interesan las que dan lugar a la producción de bosones W, los cuales se desintegran en una serie de distintos estados finales. En el caso de CMS, solo se usan desintegraciones que dan lugar a un muón y un neutrino, este último no detectado, dando lugar a energía faltante en la colisión”, explica Gómez-Ceballos.
Los muones son partículas en las que el Grupo de Física de Partículas e Instrumentación del IFCA (CSIC - UC) lleva trabajando a lo largo de estos años. “Lo que hacemos es seleccionar muones, una gran cantidad, millones, y con esos datos podemos medir la masa del bosón W, con mucha precisión. Llevamos 7 años trabajando en ello, por eso es un resultado tan esperado”, sostiene el físico del MIT.
Y precisamente estos estudios relacionados con muones y con bosones W han sido abordados durante la XVI edición de los ‘Higgs Days’, celebrados en el IFCA y que ha contado con la participación de unas 40 personas procedentes de más de 15 países.
Para la investigadora y vicedirectora del IFCA, Alicia Calderón Tazón, este tipo de encuentros “son importantes para juntar a la comunidad teórica de todo el mundo, especialistas en teorías del Higgs, con los experimentales”, aquellas personas que estudian y observan las medidas y propiedades del bosón de Higgs. “Esto nos permite tener un marco de colaboración y discusión entre teóricos y experimentales y nos ayuda a avanzar en nuestras investigaciones año tras año”, sostiene la vicedirectora del IFCA.
70 años de vida del CERN
Aunque ha sido coincidencia, el anuncio de la medida de la masa del bosón W se suma a la celebración, este mismo martes, del 70º aniversario del CERN y del trabajo de las miles personas que forman el laboratorio europeo de física de partículas. “Es una doble celebración: los 70 años del CERN y el Modelo Estándar”, comenta el científico del MIT.
Rebeca García / IFCA Comunicación
