{"id":21518,"date":"2022-04-29T18:52:02","date_gmt":"2022-04-29T18:52:02","guid":{"rendered":"https:\/\/moir.org.co\/web\/?p=21518"},"modified":"2022-04-29T19:05:29","modified_gmt":"2022-04-29T19:05:29","slug":"las-noticias-hablan-sobre-un-boson-w-entienda-aca-por-que-el-alboroto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/moir.com.co\/web\/las-noticias-hablan-sobre-un-boson-w-entienda-aca-por-que-el-alboroto\/","title":{"rendered":"Las noticias hablan sobre un \u201cbos\u00f3n W\u201d: entienda ac\u00e1 por qu\u00e9 el alboroto"},"content":{"rendered":"\t\t
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Las noticias hablan sobre un \u201cbos\u00f3n W\u201d: entienda ac\u00e1 por qu\u00e9 el alboroto<\/span><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Jos\u00e9 David Ruiz \u00c1lvarez*,\u00a0<\/span>El Espectador, Bogot\u00e1 D. C., 12 de abril de 2022<\/span><\/p>

Jos\u00e9 David Ruiz \u00c1lvarez, profesor asistente del Instituto de F\u00edsica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Antioquia, explica por qu\u00e9 ha causado tanta sorpresa la nueva medida de la masa de esta part\u00edcula.<\/span><\/p>

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Este mes de abril del 2022 arranc\u00f3 con conmociones en la f\u00edsica, a los niveles m\u00e1s fundamentales. Entre el 7 y 8 de abril se anunci\u00f3 una noticia que podr\u00eda ser una de las m\u00e1s importantes en las \u00faltimas d\u00e9cadas: \u201cSorpresa en la medida de la masa de una part\u00edcula amenaza con controvertir el modelo est\u00e1ndar\u201d, fue como describi\u00f3 el evento la revista\u00a0<\/span>Nature<\/span><\/a>.<\/span><\/p>

Algunos medios titularon el acontecimiento de manera hiperb\u00f3lica, asegurando que el modelo est\u00e1ndar, la teor\u00eda con la que describimos a las\u00a0part\u00edculas\u00a0fundamentales, estaba viendo su final. Otros medios fueron un poco m\u00e1s cautos, sin dejar de expresar la gran sorpresa por la publicaci\u00f3n cient\u00edfica. El gancho de la noticia en la revista Nature, por ejemplo, dice, \u201cUsando datos de un viejo experimento se encontr\u00f3 que la masa del\u00a0bos\u00f3n W\u00a0es mayor a lo que la teor\u00eda predice, dando pistas para posibles grandes hallazgos futuros\u201d.<\/span><\/p>

Para entender por qu\u00e9 la sorpresa, habr\u00eda que empezar por explicar lo b\u00e1sico. \u00bfQu\u00e9 es\u00a0el bos\u00f3n W? La respuesta implica un poco de historia. El modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas, que busca describir las leyes que las rigen, se estableci\u00f3 preponderantemente en las d\u00e9cadas de los 70 y 80, pero los descubrimientos de todas sus piezas se han extendido por m\u00e1s d\u00e9cadas. En los 90 se encontr\u00f3 en los experimentos CDF y D0, los dos grandes detectores de part\u00edculas del acelerador Tevatron, una\u00a0part\u00edcula\u00a0important\u00edsima, el quark top, la part\u00edcula elemental de mayor masa conocida hasta nuestros d\u00edas. En 2012 se encontr\u00f3 el famoso\u00a0bos\u00f3n de Higgs,\u00a0la part\u00edcula responsable de dotar de masa al resto de part\u00edculas elementales, en los experimentos ATLAS y CMS, los dos m\u00e1s grandes detectores del LHC (El gran colisionador de hadrones). Pero el\u00a0bos\u00f3n W se descubri\u00f3 muy tempranamente en la d\u00e9cada de los 80.<\/span><\/p>

Todas estas part\u00edculas, y muchas m\u00e1s, configuran nuestro entendimiento m\u00e1s fundamental de la naturaleza, el conocimiento de c\u00f3mo funciona a dimensiones mucho m\u00e1s peque\u00f1as que la de un n\u00facleo at\u00f3mico. El\u00a0bos\u00f3n W\u00a0es una pieza clave en este rompecabezas, tan clave que su descubrimiento fue una de las razones para que Carlo Rubbia y Simon van der Meer recibieran el Nobel de f\u00edsica de 1984. De all\u00ed que el correcto entendimiento de las propiedades de esta\u00a0part\u00edcula\u00a0sea crucial para nuestra comprensi\u00f3n de la naturaleza. Una de esas propiedades es su masa, que ha sido medida por muchos experimentos y que hoy constituye el coraz\u00f3n de esta noticia y de la conmoci\u00f3n que ha provocado.<\/span><\/p>

Esta nueva medida de la masa del\u00a0bos\u00f3n W\u00a0se logr\u00f3 gracias a un viejo experimento que ya hemos mencionado, el CDF. Su nombre en ingl\u00e9s ser\u00eda\u00a0Collider Detector at Fermilab, que quiere decir que es uno de los detectores instalados en el colisionador que estuvo ubicado en el laboratorio Fermilab de Estados Unidos, el Tevatron. Tanto el colisionador, que chocaba protones contra antiprotones (la antipart\u00edcula del prot\u00f3n) como el experimento CDF, dejaron de funcionar en el a\u00f1o 2011, pero sus datos se siguen analizando. Nuestra gran noticia es producto de ese an\u00e1lisis, si se quiere, \u201cpost m\u00f3rtem\u201d.<\/span><\/p>

\u00bfPero cu\u00e1l es la gran noticia? Los resultados de estudiar los datos del CDF han arrojado que la masa de\u00a0W\u00a0es mayor a lo que el modelo est\u00e1ndar predice (es decir, de esa teor\u00eda que se construy\u00f3 entre los 70 y 80). Recu\u00e9rdese que el\u00a0bos\u00f3n W\u00a0est\u00e1 en el coraz\u00f3n de esta teor\u00eda, por lo que esta sorpresa va directamente en contrav\u00eda de los fundamentos del modelo est\u00e1ndar. Es m\u00e1s, esta masa se ha medido por numerosos experimentos, \u00a1y todo parec\u00eda \u201cestar bien\u201d, \u201cestar en orden\u201d!<\/span><\/p>

Para entender un poco mejor este asunto imaginemos por un momento que queremos saber cu\u00e1nto es nuestra masa corporal. Para ello decidimos ir a cada farmacia en las cercan\u00edas y pesarnos en sus b\u00e1sculas. En cada una de ella obtendremos un peso y una incertidumbre sobre la medida. Por ejemplo, la primera farmacia tiene una b\u00e1scula un tanto antigua que mide el peso en kilogramos y tiene una precisi\u00f3n de medio kilogramo. Por lo tanto, cuando nos pesemos en ella sabremos nuestro peso con una incertidumbre de medio kilogramo.<\/span><\/p>

As\u00ed, repetimos la medida de nuestra masa corporal en varios lugares. Imaginemos, adem\u00e1s, que todas las medidas que se toman est\u00e1n m\u00e1s o menos de acuerdo. Es decir, y poniendo n\u00fameros para ejemplificar, en la primera se obtuvo 81 kg, en la segunda, 80 kg, en la tercera, 79 kg y as\u00ed sucesivamente. Ninguno de los n\u00fameros est\u00e1 muy lejos, muy apartado, del otro. Esto nos lleva a decir que podemos tomar un promedio entre todas esas medidas para saber nuestra masa corporal real. Digamos que de ese promedio se obtiene que tal masa es 80.01 kg con una incertidumbre de 0.01 kilogramos.<\/span><\/p>

Pero luego nos informan que acaban de instalar, en una nueva farmacia, la b\u00e1scula m\u00e1s precisa de toda la ciudad y decidimos ir a utilizarla para confirmar el resultado. Nos pesamos all\u00ed y obtenemos 80.08 kg, \u00a170 gramos m\u00e1s! Pero adem\u00e1s la incertidumbre de esta b\u00e1scula es de tan solo un gramo. El resultado del promedio es fuertemente inconsistente con el de la nueva b\u00e1scula. El due\u00f1o est\u00e1 seguro de que el aparato funciona correctamente. Y nosotros revisamos una y otra vez el promedio, sin encontrar error en el c\u00e1lculo. \u00bfQu\u00e9 hacemos?<\/span><\/p>

Justo en ese punto estamos con esta nueva medida de la masa del\u00a0bos\u00f3n W. Los cient\u00edficos que realizaron la medida en el experimento CDF hicieron un enorme esfuerzo por asegurarse que todo el procedimiento que emplearon fuera correcto. Si bien nuestro ejemplo nos llevar\u00eda a pensar que medir una masa es algo relativamente sencillo, en realidad es un proceso tremendamente complejo en el caso de part\u00edculas fundamentales; y m\u00e1s a\u00fan si se quiere lograr una precisi\u00f3n r\u00e9cord, como la que efectivamente lograron.<\/span><\/p>

De ser cierto este resultado, tendr\u00e1n que venir otros experimentos a corroborar la medida y adicionalmente habr\u00e1 que tener una explicaci\u00f3n para que todas las medidas pasadas apuntaran sistem\u00e1ticamente hacia una masa del\u00a0bos\u00f3n W\u00a0m\u00e1s peque\u00f1a. Mientras eso sucede – proceso que puede tomar a\u00f1os – vendr\u00e1 la discusi\u00f3n por parte de toda la comunidad de cient\u00edficos interesados en este asunto. Algunos tratando de encontrarle explicaci\u00f3n al resultado experimental del CDF, algunos tratando de construir una nueva teor\u00eda compatible con el resultado. Pero como en todo buen ejercicio cient\u00edfico, poniendo bajo la lupa de la duda cada una de las piezas de este maravilloso enigma.<\/span><\/p>

*<\/span><\/i>Jos\u00e9 David Ruiz \u00c1lvarez es profesor Asistente del Instituto de f\u00edsica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Antioquia. Fulbright Visiting Scholar.<\/span><\/p>

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