Experimento CMS El CERN mide el parámetro clave Modelo Estándar

La colaboración CMS presentó una medición precisa del ángulo de mezcla electrodébil leptónico en el colisionador de hadrones, de acuerdo con el Modelo Estándar, allanando el camino para una física más precisa.

En la reciente conferencia Rencontres de Moriond, la colaboración CMS dio a conocer una medición innovadora del ángulo de mezcla electrodébil leptónico efectivo. Este resultado es la medición más precisa jamás realizada en un colisionador de hadrones y se alinea estrechamente con las predicciones del estimado Modelo Estándar.

El modelo estándar de física de partículas constituye el pináculo de la precisión en la descripción de partículas y sus interacciones. Al combinar mediciones meticulosas de sus parámetros con cálculos teóricos exactos, el modelo cuenta con un poder predictivo incomparable que permite anticipar los fenómenos antes de la observación directa.

El modelo ha limitado con éxito las masas de partículas fundamentales como los bosones W y Z, el quark top y el bosón de Higgs. Estos descubrimientos se han transformado en comprobaciones de coherencia del modelo, lo que ha permitido a los físicos traspasar los límites de su validez.

Además, las mediciones precisas de estas partículas sirven como una potente herramienta en la búsqueda de una nueva física más allá del modelo estándar. Las discrepancias entre las cantidades calculadas y medidas podrían indicar la presencia de fenómenos novedosos a la espera de ser descubiertos.

El ángulo de mezcla electrodébil juega un papel crucial en estos controles de consistencia. Como parámetro fundamental del modelo estándar, gobierna la transición de la interacción electrodébil unificada a las interacciones electromagnéticas y débiles a través de la ruptura de la simetría electrodébil. Además, sirve como vínculo matemático entre las masas de los bosones W y Z, que median en la interacción débil.

En particular, las mediciones más precisas del ángulo de mezcla débil se realizaron en el colisionador LEP del CERN y en el experimento SLD en SLAC. Si bien estos valores previamente chocaban, el último resultado armoniza con la predicción del Modelo Estándar, lo que marca un progreso hacia la conciliación de la discrepancia con mediciones anteriores.

"Este resultado subraya la viabilidad de realizar física de precisión en colisionadores de hadrones", comenta Patricia McBride, portavoz del CMS. "El análisis navegó por el exigente entorno del LHC Run 2, caracterizado por un promedio de 35 colisiones simultáneas entre protones. Este avance prepara el escenario para una física de mayor precisión en el LHC de alta luminosidad, donde un mayor número de pares de protones colisionarán simultáneamente. ".

Las pruebas de precisión de los parámetros del modelo estándar son un legado de los colisionadores electrón-positrón como el LEP del CERN. Estos colisionadores ofrecen un entorno prístino para mediciones de alta precisión, a diferencia de las colisiones protón-protón más desafiantes en el LHC. A pesar de los obstáculos que plantean los antecedentes de procesos físicos no relacionados y la naturaleza compuesta de los protones, los experimentos ATLAS, CMS y LHCb han producido una gran cantidad de mediciones ultraprecisas.

La medición CMS, lograda mediante un análisis de distribuciones angulares en colisiones protón-protón, es una hazaña notable. Este resultado innovador, derivado de datos recopilados entre 2016 y 2018 con una energía de centro de masa de 13 TeV, representa la medición más precisa en un colisionador de hadrones hasta la fecha. Al superar las mediciones anteriores de ATLAS, CMS y LHCb, este logro muestra el potencial de una física de precisión incomparable en los colisionadores de hadrones.

Compartir