Medidas más precisas del bosón W

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Zoo de partículas

“El bosón W es uno de los pocos bloques básicos de la materia”, dice Dmitri Denisov a PhysOrg.com. “Es miembro de una familia de partículas que es la más fundamental de la naturaleza. El bosón W es el responsable de las interacciones débiles, las cuales gobiernan algunos de los procesos más importantes de la naturaleza”.

Denisov es un científico del Fermilab en Batavia, Illinois, y es uno de los aproximadamente 500 físicos de 19 países que han estado colaborando en el esfuerzo de incrementar la precisión de la medida con respecto a la anchura del bosón W. Su grupo es conocido como la Colaboración D0. Alguno de los resultados de la colaboración D0 están disponibles en Physical Review Letters: “Direct Measurement of the W Boson Width”.

“Los físicos de partículas están trabajando duro para mejorar nuestro conocimiento de las partículas fundamentales de la naturaleza. Queremos medidas de precisión de todas estas partículas, dado que sus propiedades son importantes para comprender el mundo que nos rodea y para los cálculos usados en el desarrollo y comprobación de nuevas teorías”, explica Denisov. “El bosón W es uno de esos que merece la pena observar, debido a su papel en las interacciones débiles. Queremos medir la anchura, debido a que está directamente relacionada con su tiempo de vida”.

Denisov señala que el tiempo de vida del bosón W está conectado con la forma en que decae. Y el bosón W también influye en la forma en que decae el núcleo. “El bosón W es especialmente conocido por su papel en el decaimiento nuclear”, dice. “La teoría moderna predice de qué formas distintas decae el bosón W, pero podría haber modos que no conocemos, y la anchura del bosón W estaría influido por estos modos. Por lo que con estas medidas más precisas del bosón W, podemos empezar a buscar cosas que aún no conocemos”.

Para producir estas nuevas medidas de la anchura del bosón W, que tienen la mayor precisión hasta la fecha, la colaboración D0 usó el Tevatron en Fermilab. Recopilaron datos de una forma específica del decaimiento, y midieron el espectro de energía resultante de los electrones. “El espectro de energía de los electrones es más ancho y su tiempo de vida es más corto”, dice Denisov. Los científicos generaron y luego registraron una muestra que consta de aproximadamente medio millón de bosones W.

“Todo el análisis del proceso llevó aproximadamente tres años”, explica Denisov. “Hemos recopilado datos del Tevatron, y los hemos analizado. Los científicos trabajaron desarrollando simulaciones de Monte Carlo para describir el rendimiento del detector. Como resultado, hemos sido capaces de llegar a una medida muy precisa de la anchura del bosón W y su tiempo de vida que puede usarse para desarrollar teorías físicas y para una descripción precisa del mundo que nos rodea”.

Mirando al futuro, Denisov espera que la colaboración D0 continuará trabajando para mejorar la precisión de las medidas. “Tenemos un buen conjunto de datos, y estamos recopilando más datos casi literalmente mientras hablamos. En este punto, nuestra medida no muestra ninguna nueva partícula que afecte al tiempo de vida del bosón W. No obstante, conforme seguimos mejorando la precisión de las medidas, es posible ver una desviación. En aproximadamente un año, esperamos ser capaces de redudir la incertidumbre actual sustancialmente”.

“Este trabajo”, continúa Denisov, “es muy importante para la física fundamental. Unas pocas personas pasan años de sus vidas con estas medidas, para lograr una mejor comprensión de las fuerzas que gobiernan nuestro mundo”.


Más información: D0 Collaboration, “Direct Measurement of the W Boson Width,” Physical Review Letters (2009). Disponible on-line: http://arxiv.org/abs/0909.4814

Autor: Miranda Marquit
Fecha Original: 21 de diciembre de 2009
Enlace Original

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