El LHC acaba de dar un gran paso para resolver una de las grandes preguntas de la física: la masa del bosón W

El LHC acaba de dar un gran paso para resolver una de las grandes preguntas de la física: la masa del bosón W
15 comentarios

Algo parecía estar fallando en el modelo estándar de la física de partículas, uno de los puntales de nuestro conocimiento sobre las interacciones que rigen nuestro universo. Un fallo que abría la puerta a un premio suculento: una “nueva física”, un cambio de paradigma que nos permitiera subir de nivel a la física. Este cambio tendrá que esperar.

Los resultados del LHC. ATLAS, uno de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas del CERN, ha adelantado sus últimos resultados y la sorpresa es que no hay sorpresa. La masa del bosón W que indica el experimento encaja con lo que predicen los modelos teóricos.

El resultado se ha obtenido no gracias a nuevas iteraciones del experimento sino a la revisión exhaustiva de colisiones llevadas a cabo hace más de una década y ha servido para afianzar los anteriores resultados del experimento ATLAS en la medición de la masa del bosón en 2017.

Los resultados aún no han sido publicados en una revista científica sino en una conferencia, Recontres de Moriond, por lo que aún pueden ser considerados provisionales. Eso sí, no se esperan cambios cuando pasen a ser publicados tras la revisión.

Entonces, ¿dónde está la novedad exactamente? Lo que diferencia los resultados adelantados ahora de los obtenidos en 2017 es el análisis de datos empleado al estudiar los millones de impactos entre protones llevados a cabo por el LHC allá por 2011. Tanto la técnica de ajuste de datos como las funciones empleadas para describir cómo se distribuye el momento entre el protón y sus partículas constituyentes (cuarks y gluones).

Que una observación encaje con lo previsto no parece muy noticioso. Y más allá de ser la estimación de la masa del bosón W más precisa obtenida hasta la fecha, probablemente no lo sería si no fuera en el contexto de una que nos llegó hace casi un año del otro lado del charco.

En la primavera de 2022, el experimento CDF del acelerador del Fermilab, el Tevatron, observó que la masa del bosón era notablemente más alta de lo que predecía el modelo estándar. Dada la precisión con la que se realizó el experimento y lo alejada que se encontraba la medición de lo predicho, los físicos se encontraban en el umbral de poder asegurar que algo fallaba con el modelo.

Una disputa en el núcleo de la física moderna. Los resultados implicaban dos posibilidades. Si eran acertados, la masa del bosón W no era la predicha por el modelo, y por lo tanto el modelo era incorrecto (al menos no del todo correcto). En este caso los resultados podrían servir a los físicos para realizar ajustes y avanzar hacia un nuevo y mejor modelo. Una “nueva física”.

La otra posibilidad era que el experimento de Fermilab fuera el que erraba en su estimación. En este caso el modelo estándar aún tendía la misma vigencia que antes. Este sería el resultado más “aburrido”, el que mantenía el status quo y apuntalaba el modelo estándar. También el que parece imponerse ahora.

Los últimos resultados aúnan de nuevo teoría y experimentos. Esto es una noticia agridulce. Si bien afianza el conocimiento presente de la física hace más difícil el avance hacia un nuevo modelo. Uno que quizás ayude a los físicos a resolver otras grandes dudas como el encaje entre el modelo estándar y la teoría cuántica de campos con la teoría de la relatividad que parece regir las interacciones gravitatorias.

¿Caso cerrado? Nada más lejos de la realidad. La discrepancia obtenida por el experimento de Fermilab es de gran interés. La probabilidad asociada a un error estadístico, aunque fuera de los márgenes que se suelen emplearse para confirmar un descubrimiento, no dista mucho de ellos.

Es por eso que aún hará falta realizar más experimentos, primero para obtener estimaciones cada vez más precisas de la masa del bosón y para entender qué es lo que falla para que dos experimentos de altísima precisión ofrezcan resultados tan alejados en uno del otro. Quizá esto no nos lleve a la tan ansiada “nueva física”, pero sin duda será información de gran utilidad de cara a acercarse a ella.

En Xataka | El componente clave del LHC de alta luminosidad está listo para cumplir la promesa del CERN: colisionar a 7 TeV

Imagen | Experimento ATLAS, CERN

Temas
Inicio