Los científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi del Departamento de Energía han logrado la medición más precisa del mundo de la masa del bosón W mediante un solo experimento. En combinación con otras mediciones, una comprensión más estricta de la masa del bosón W también llevará a los investigadores más cerca de la masa de la esquiva partícula del bosón de Higgs.
La partícula de Higgs es una partícula teórica pero aún no vista, también llamada "partícula de Dios", que se cree que le da a otras partículas su masa. El bosón W, que es aproximadamente 85 veces más pesado que un protón, permite la desintegración beta radiactiva y hace que brille el sol.
El anuncio de hoy marca el segundo descubrimiento importante en una semana para la colaboración internacional DZero en Fermilab. A principios de esta semana, el grupo anunció la producción de un solo quark top en el colisionador Tevatron de Fermilab.
DZero es un experimento internacional de aproximadamente 550 físicos de 90 instituciones en 18 países. Cuenta con el apoyo del Departamento de Energía de EE. UU., La National Science Foundation y varias agencias de financiación internacionales. En el último año, la colaboración ha publicado 46 artículos científicos basados en mediciones realizadas con el detector de partículas DZero.
El bosón W es portador de la fuerza nuclear débil y un elemento clave del Modelo Estándar de partículas y fuerzas elementales, que también predice el bosón de Higgs. Su masa exacta es crucial para los cálculos para estimar la masa probable del bosón de Higgs mediante el estudio de sus sutiles efectos cuánticos sobre el bosón W y el quark top, una partícula elemental que se descubrió en Fermilab en 1995.
Los científicos que trabajan en el experimento DZero ahora han medido la masa del bosón W con una precisión del 0,05 por ciento. La masa exacta de la partícula medida por DZero es 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2. La colaboración presentó su resultado en la conferencia anual sobre Interacciones Electroweak y Teorías Unificadas conocidas como Rencontres de Moriond el domingo.
"Esta hermosa medición ilustra el poder del Tevatron como instrumento de precisión y significa que la prueba de esfuerzo que hemos ordenado para el Modelo Estándar se vuelve más estresante y más reveladora", dijo el teórico de Fermilab Chris Quigg.
El equipo de DZero determinó la masa W midiendo la descomposición de los bosones W en electrones y neutrinos electrónicos. Realizar la medición requirió calibrar el detector de partículas DZero con una precisión de alrededor de tres centésimas de uno por ciento, una tarea ardua que requirió varios años de esfuerzo por parte de un equipo de científicos, incluidos estudiantes.
Desde su descubrimiento en el laboratorio europeo CERN en 1983, muchos experimentos en Fermilab y CERN han medido la masa del bosón W con una precisión cada vez mayor. Ahora DZero logró la mejor precisión mediante el minucioso análisis de una gran muestra de datos entregada por el colisionador de partículas Tevatron en Fermilab. La consistencia del resultado DZero con los resultados anteriores habla de la validez de las diferentes técnicas de calibración y análisis utilizadas.
"Esta es una de las mediciones de precisión más desafiantes en el Tevatron", dijo el co-portavoz de DZero, Dmitri Denisov, de Fermilab. "Nos llevó muchos años de esfuerzos de nuestra colaboración construir el detector de 5,500 toneladas, recolectar y reconstruir los datos y luego realizar el análisis complejo para mejorar nuestro conocimiento de este parámetro fundamental del Modelo Estándar".
Fuente: Fermilab.
