La medición precisa del bosón W es consistente con el modelo estándar

Primera medición precisa de la masa del bosón W
CERN
Actualizado 12/02/2018 17:15:05 CET

   MADRID, 12 Feb. (EUROPA PRESS) -

   La masa del bosón W ha sido medida por primera vez con alta precisión en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN por la Colaboración ATLAS, y allana el camino para la nueva Física.

   El bosón W es una de las dos partículas elementales que median en la interacción débil: una de las fuerzas que rigen el comportamiento de la materia en nuestro universo.

   El resultado informado, publicado este lunes en la revista European Physical Journal C, arroja un valor de 80.370 +/- 19 MeV para la masa W, que es consistente con la expectativa del Modelo Estándar de Física de Partículas, la teoría que describe las partículas conocidas y sus interacciones.

   La medición se basa en alrededor de 14 millones de bosones W registrados en un solo año (2011), cuando el LHC funcionaba con la energía de 7 TeV. Coincide con las mediciones anteriores obtenidas en LEP, el antecesor del LHC en el CERN, y en el Tevatron, un antiguo acelerador en Fermilab en los Estados Unidos, cuyos datos permitieron refinar continuamente esta medición en los últimos 20 años.

   El bosón W es una de las partículas más pesadas conocidas en el universo. Su descubrimiento en 1983 coronó el éxito del sincrotrón súper protón-antiprotón del CERN, que llevó al Premio Nobel de física en 1984. Aunque las propiedades del bosón W se han estudiado durante más de 30 años, la medición de su masa con alta precisión seguía siendo un importante reto.

   "Lograr una medición tan precisa a pesar de las exigentes condiciones presentes en un colisionador de hadrones como el LHC es un gran desafío", dijo el coordinador de física de ATLAS Collaboration, Tancredi Carli. "Alcanzar una precisión similar, como se obtuvo anteriormente en otros colisionadores, con solo un año de datos de Ejecución 1 es notable. Es una indicación extremadamente prometedora de nuestra capacidad para mejorar nuestro conocimiento del Modelo estándar y buscar signos de nueva física a través de una precisión mediciones."

   El Modelo Estándar es muy potente para predecir el comportamiento y ciertas características de las partículas elementales y permite deducir ciertos parámetros de otras cantidades conocidas. Las masas del bosón W, el quark top y el bosón de Higgs, por ejemplo, están vinculadas por relaciones de física cuántica. Por lo tanto, es muy importante mejorar la precisión de las mediciones de masa del bosón W para comprender mejor el bosón de Higgs, refinar el modelo estándar y probar su consistencia general.

INGREDIENTE CLAVE EN LA BÚSQUEDA DE LA NUEVA FÍSICA

   Sorprendentemente, la masa del bosón W se puede predecir hoy con una precisión superior a la de las mediciones directas. Es por eso que es un ingrediente clave en la búsqueda de nueva física, ya que cualquier desviación de la masa medida de la predicción podría revelar nuevos fenómenos que entran en conflicto con el Modelo Estándar.

   La medición se basa en una calibración completa del detector y del modelado teórico de la producción del bosón W. Estos se lograron a través del estudio de eventos de bosón Z y varias otras mediciones auxiliares. La complejidad del análisis significó que el equipo ATLAS tardó casi cinco años en lograr este nuevo resultado. El análisis adicional con la gran muestra de datos LHC ahora disponibles, permitirá una precisión aún mayor en el futuro cercano, informa el CERN.