El estudio que los físicos han utilizado durante años para explicar el funcionamiento universal debe ser revisado
Para entender el universo, el estudio de las partículas elementales de la naturaleza, en sus cuatro tipos, ha sido algo así como el fundamento básico. Por eso un reciente estudio que ha revisado el peso del bosón W, también conocido como el «mensajero», causa revuelo por estos días, y sugiere la rescritura del famoso Modelo Estándar de la Física, un cuerpo de datos básicos para la comprensión de las partículas, y con ellas, de todo nuestro universo.
O sea. Digámoslo más despacio para aquilatar la importancia de este hallazgo: el estudio que los físicos han utilizado durante años para explicar el funcionamiento universal debe ser revisado.
Sí. Son palabras serias. Ya lo sabemos.
La investigación revolucionaria la publica Science, y aporta una medición dos veces más precisa que la anterior de la masa de W, gracias a un estudio liderado por la Colaboración del Detector del Colisionador del Fermilab (CDF), con participación española. Básicamente, la masa de W tiene una desviación sorprendentemente alta frente a las predicciones del Modelo Estándar de la Física de partículas.
Las revisiones no son algo nuevo. Continuamente los físicos han regresado sobre experimentos en los grandes aceleradores para intentar descubrir nuevas partículas y retar al Modelo Estándar. Pero ahora, gracias a un método el doble de preciso, se están llevando sorpresas incluso con partículas que se pensaba que eran bien conocidas.
Esta es una de las partículas del universo más pesadas que se conocen y tiene una masa que es unas 80 veces superior a la del protón. Ahora, tras someterla a unas mediciones mucho más agudas que las realizadas anteriormente, el equipo internacional que conforma la colaboración CDF (siglas en inglés del Detector Colisionador del laboratorio Fermilab, en Chicago) ha visto que parece ser más pesada de lo que ya se establecía.
Para lograr este descubrimiento se trabajó durante varios años y con un equipo bastante nutrido, como suele suceder cuando se logra un verdadero hallazgo. Un total de 400 científicos de 23 países han participado en la toma de datos y en los análisis durante casi dos décadas de trabajo.
El autor principal de estos últimos aportes, Dave Toback, físico de partículas de la Universidad A&M de Texas y portavoz del Laboratorio Nacional de Aceleración Fermi del Gobierno estadounidense, ha sido contundente al decir que esto «significa literalmente que algo fundamental en nuestra comprensión de la naturaleza está mal».
Por su parte, su colega Joe Lykken, prefiere mantenerse aún cauteloso, y recuerda que es necesario culminar el estudio por pares antes de lanzarse a una rescritura de lo conocido en el tema: «aunque se trata de un resultado intrigante, la medición debe ser confirmada por otro experimento antes de que pueda ser interpretada en su totalidad», ha afirmado.
Lo que sí sabemos con certeza, en resumen, es que hay cambios que hacer: los resultados recientes podrían indicar en qué direcciones ajustar lo conocido del Modelo Estándar, las áreas en las que este debe ser mejorado o ampliado y hasta hay quienes se atreven a proponer un nuevo vistazo a las bases generales de la Física de Partículas, en sus métodos de medición, por ejemplo.
La existencia del bosón W se teorizó en la década de los 60 y se confirmó en 1983 —Carlo Rubbia, exdirector del CERN, compartió el Nobel de Física al año siguiente junto a Simon van der Meer por sus contribuciones para descubrir el bosón W y Z.
W se llama así por weak —débil en inglés— y está asociado a la fuerza nuclear débil, que es una de las cuatro fuerzas fundamentales que dominan el comportamiento de la materia en el universo (las otras tres fuerzas fundamentales son la electromagnética, la gravitatoria y la nuclear fuerte, causante por ejemplo de la energía nuclear).
La fuerza nuclear débil es la responsable, por ejemplo, de los procesos que están tras el brillo del Sol o de la radiactividad. De hecho, gracias al enorme cúmulo de datos recopilados durante décadas, por colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron del laboratorio Fermilab, en Chicago, desde 1985 hasta 2011, es posible ahora llegar a las nuevas observaciones.
Lo que viene por el horizonte de la Física de partículas ahora mismo son nuevos experimentos para corroborar la nueva medida. Así lo han explicado los investigadores implicados, «dado que las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias, la afirmación de la colaboración CDF requerirá experimentos adicionales para proporcionar una confirmación independiente», reiteran.
Adicionalmente, será imprescindible tener una explicación para entender por qué todas las medidas pasadas apuntaron sistemáticamente hacia una masa del bosón W más pequeña. Este largo andar podría tomar varios años más, y ocurrirá en paralelo a un nuevo debate de la comunidad científica al respecto, probablemente con el fin de llegar a una nueva teoría compatible con los nuevos hallazgos.
Los científicos saben desde hace tiempo que el modelo estándar no es perfecto. No explica bien la materia oscura ni la gravedad. Al ajustar el Modelo a partir de estos hallazgos, si finalmente se hiciera, los físicos tienen que asegurarse de lograrlo manteniendo la lógica de las ecuaciones matemáticas que ahora explican y predicen bien otras partículas y fuerzas, dijeron los investigadores.
Se trata de un reajuste propio de la incertidumbre de las crisis, en su concepto más preciso. Lo que sí es seguro es que detrás de cada crisis de un modelo, se impone más observación, más precisión, más de la buena ciencia. Se sigue tratando de una nueva oportunidad de que gane el conocimiento.
El Collider Detector de Fermilab fue un detector que registró las colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron (Estados Unidos) durante décadas. Fotos: Fermilab
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