En un salto importante en la física de partículas, los investigadores de los experimentos LHCB del CERN han logrado mediciones innovadoras de la masa Z-Boson, uno de los parámetros más básicos en el modelo estándar.
Esta es la primera vez que la masa del bosón Z se mide con tal precisión mediante experimentos de LHC utilizando datos de colisiones de protones en un gran colider de hadrones (LHC).
Los resultados no solo nos muestran con una sorprendente precisión de las predicciones de hace décadas, sino que también muestran la mayor capacidad de ofrecer resultados de alta precisión para los LHCB en un entorno experimental desafiante.
Este avance destaca los diversos experimentos de LHC e ilustra una nueva era de pruebas de precisión que puede revelar fallas en la comprensión actual del universo.
Desbloquear el secreto de Z-Boson
El bosón Z es una de las partículas básicas más pesadas conocidas, que pesa aproximadamente 91 mil millones de pernos electrónicos (GEV).
Descubierto junto con su contraparte W Boson en la década de 1980, su existencia lo ayudó a validar el modelo estándar de física de partículas, una victoria que ganó el Premio Nobel de 1984.
Como mediador de las fuerzas nucleares débiles, los bosones Z juegan un papel importante en los procesos subatómicos, y las mediciones precisas de su masa son esenciales para investigar modelos estándar e investigar la posible nueva física.
El experimento LHCB, en el que se registraron 174,000 bosones Z en pares de luna (versiones más pesadas de electrones), lograron una medición de masa de 91,184.2 MeV, logrando una incertidumbre muy baja de 9.5 MeV.
Este nivel de precisión dentro del 0.01% es consistente con las predicciones teóricas y con los resultados pasados de experimentos pasados como LEP europeos y CDF de EE. UU.
El enfoque único de LHCB vale la pena
Los detectores de Atlas y CMS más grandes en LHC rodean el punto de colisión, mientras que el LHCB adopta un enfoque diferente.
LHCB se especializa en estudiar las diferencias en sustancias y actitudes a través de quarks de belleza y está diseñado como un espectrómetro hacia adelante.
El sofisticado sistema de seguimiento y los detectores planos se encuentran más de 20 metros, ubicados a 100 metros cerca de Ferny Voltaire, Francia.
Este diseño personalizado demuestra su versatilidad, lo que permite a los investigadores extraer mediciones de precisión significativas incluso en entornos complejos de colisiones de protones.
El significado y el impacto más amplio del futuro
El éxito de esta medición de masa Z-Boson de LHCB allana el camino para un análisis más preciso en LHC de alta luminosidad en el futuro.
También establece fuertes precedentes para mediciones complementarias de Atlas y CMS. CMS permite que los resultados combinados logren una incertidumbre incluso menor debido a configuraciones experimentales independientes.
El portavoz de artes liberales Vincenzo Vagnoni explicó:
«Esto allanará el camino para los enfrentamientos futuros propuestos como FCC-EE para lograr con precisión los saltos aún más grandes».
A medida que continúa la búsqueda de una comprensión más profunda de CERN, este resultado presenta una poderosa demostración de que el diseño del detector innovador y el análisis riguroso pueden superar los límites de la física conocida y tal vez incluso sugerir nuevos fenómenos esperando ser descubiertos.
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