Hace unos días en Estados Unidos los resultados de un experimento sacudieron el panorama de la física moderna. El experimento CDF de Fermilab en Estados Unidos reportó una medida de la masa del boson W que discrepa de la predicción del modelo estándar de partículas poniendo en problemas al modelo más exitoso de la Física hasta la fecha.

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El modelo estándar de partículas elementales describe las partículas fundamentales que componen los átomos, estas partículas están agrupadas en dos categorías: quarks y leptones. Para dar un ejemplo, los quarks forman neutrones y protones en el núcleo atómico, mientras el electrón es un lepton.

Por otro lado, el modelo estándar describe también tres de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: la fuerza electromagnética, la fuerza fuerte y la fuerza débil. Cada una de estas fuerzas tienen unas partículas portadoras y son las responsables de las interacciones que generan.

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En el caso de la fuerza débil (la que genera los fenómenos radioactivos) son los bosones W y Z. Partículas descubiertas en 1983 en experimentos en el Cern. Desde 1974, el modelo estándar ha dado resultados exitosos y precisos en cuanto a predicciones en la Física de partículas. Sin embargo, sabemos que el modelo tiene fallas: no incluye la fuerza gravitacional, no nos dice nada de la materia oscura, ni la energía oscura por dar algunos ejemplos.

Así que, desde hace un tiempo, buscamos que el modelo estándar nos presente sus falencias y de esta manera tener un camino para formular una teoría que ayude a comprender mejor el universo.

Ahora bien, hay dos formas básicas de explorar el modelo estándar. La primera es una búsqueda directa de nuevas partículas en los grandes aceleradores como LHC en Cern, donde no ha aparecido nada nuevo después del boson de Higgs en 2012.

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La segunda forma es a través de medidas de alta precisión. En el modelo estándar todo está estrechamente relacionado; todo encaja de una forma muy precisa y sencilla. Si algo se sale de esa milimétrica disposición, por pequeño que sea, hace que el modelo completo se caiga. Es por esto que si el boson W reporta una medida ligeramente por encima de la estimada (como sucedió hace unos días), es un duro golpe para el modelo estándar.

​CDF tomó datos hasta 2011 de colisiones protón-antiprotón y después de una década de estudio libera este interesante resultado. Esa pequeña diferencia detectada, de ser confirmada por otros experimentos, es una medida que desencaja todo el modelo estándar de partículas y demuestra que se necesita una nueva versión del modelo que incluya nuevas partículas o fuerzas fundamentales.

Jairo Alexis Rodríguez
Doctor en Física
Profesor Titular de la Universidad Nacional de Colombia

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