Ciencia – El bosón W sacude la física de partículas

Una de las partículas fundamentales de la materia, el bosón W, tendrá más masa de lo que predice la teoría, lo que sacudirá el «castillo de naipes» del Modelo Estándar de física de partículas, según un estudio publicado el jueves en la revista. «Ciencia».

«Hay indicios de que faltan algunas piezas en el modelo estándar, y estamos trayendo una nueva pieza, que es muy interesante e importante», dijo a la AFP el autor principal, el profesor Ashutosh Kotal, físico de la Universidad Duke de EE. UU.

Esta teoría explica todas las medidas realizadas en el campo de la física de partículas elementales, es decir, el mundo de lo infinitamente pequeño, cuyos elementos constituyen los átomos y las fuerzas que los gobiernan. Modelo estándar, terminado en la segunda mitad del XX^{Y el} hace posible «hacer predicciones fantásticamente precisas» sobre el comportamiento de estas partículas, como explica el físico de la Universidad de Cambridge Harry Cliff.

Como el bosón W, partícula que transmite en particular la llamada interacción débil entre partículas de otra materia. Es la base de la radiactividad y, posteriormente, de las reacciones de fusión nuclear, como las que impulsa el Sol. Todas estas partículas y fuerzas se encuentran ligadas a una especie de equilibrio. Por ejemplo, la masa del bosón W está limitada por la masa del bosón de Higgs.

«El modelo estándar predice el equilibrio, y el resultado experimental que se nos presenta contradice esta predicción», señala a la AFP, física y directora de investigación del CNRS Jan Stark. Y este «castillo de naipes» se tambalea con el estudio que declara que la masa del bosón W es más fuerte de lo esperado. La hazaña de la CDF Collaboration, un grupo de casi 400 científicos dirigido por P.^s Kowtal, por haber medido esta masa, a 80.433 megaelectronvoltios, con una precisión sin precedentes (0,01%), el doble de la mejor que existe.

Es el resultado de diez años de análisis de una muestra de 4 millones de partículas, producida en Tevatron, el acelerador de partículas ahora cerrado en Fermilab en los EE. UU. Este acelerador, como el LHC del CERN en Europa (que hizo posible la identificación del bosón de Higgs), hace que las partículas choquen entre sí a velocidades tremendas, revelando los elementos que las componen al romperlas.

Ahora depende de otro equipo, en otro instrumento, confirmar el resultado de este estudio para demostrarlo. Porque, como nos recuerda Jan Stark, «las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias».

Todo un desafío, dada la extrema precisión de la medición, que no puede ser una cuestión de azar estadístico. Por lo tanto, «ya sea un descubrimiento importante o un problema en el análisis de datos», comenta Jan Stark, quien espera «discusiones bastante animadas en los próximos años».

El anuncio de la colaboración CDF es la última «grieta que ha aparecido durante varios años en el modelo estándar, con mediciones precisas que entran en conflicto con las predicciones del modelo», señalan los físicos y autores de otro artículo en Science. De confirmarse este descubrimiento, podría traicionar la existencia de “nuevas interacciones o nuevas partículas”, que los experimentos actuales aún no han podido revelar.

Si los físicos están buscando piojos en la parte superior del modelo estándar, es porque este último lucha en particular para explicar «algo bueno sobre la materia oscura infinitamente grande», según Jane Stark, quien dirige el laboratorio des 2 infinis (L2IT), acertadamente llamado. en la Universidad Paul Sabatier de Toulouse.

Diversas observaciones, como la velocidad de las galaxias en los cúmulos de galaxias o la velocidad anormal de revolución de ciertas estrellas, han obligado a los astrofísicos a teorizar que existe una hipotética «materia oscura» que induce estos fenómenos. Pero no hay nada en el Modelo Estándar que explique qué partícula forma esta «materia oscura». «Seguimos el camino sin descuidar ningún camino. Así llegaremos a un entendimiento», quiere creer P.^s Kotwal.