Tecnologia Científica

A nova medição do bóson W se desvia do modelo padrão
A nova medição do bóson W se desvia do modelo padrão
Por Oxford - 10/04/2022


EV Lacertae explosão solar - Crédito: WikiImages/Pixabay

Cientistas internacionais fizeram a medição mais precisa do bóson W até hoje – determinando a massa do bóson W com uma precisão de 0,01%. A nova medição, publicada hoje na Science , desvia-se da massa do bóson W, conforme previsto por cálculos de físicos teóricos usando o Modelo Padrão de Física de Partículas.

O professor Chris Hays, do Departamento de Física da Universidade de Oxford, disse: “A medição do CDF [Collider Detector no Fermilab] foi realizada ao longo de muitos anos, com o valor medido oculto dos analisadores até que os procedimentos fossem totalmente examinados. Quando descobrimos o valor, foi uma surpresa.

Concebido na década de 1970, o Modelo Padrão da Física de Partículas é o pensamento atual que melhor descreve os blocos de construção do universo e três das quatro forças fundamentais da natureza: força forte, força fraca e força eletromagnética. O bóson W é uma das partículas que compõem a força fraca – sua interação com partículas de prótons e nêutrons causa as reações de fusão nuclear que 'alimentam' as estrelas.

Embora existam forças e ideias que são incompatíveis com o Modelo Padrão, como gravidade ou matéria escura, o modelo explicou com sucesso uma variedade de fenômenos antes mesmo que as previsões pudessem ser comprovadas com experimentação.

Se a nova medição de precisão for confirmada, os resultados sugerem que o cálculo do Modelo Padrão para o bóson W precisa ser ajustado ou uma extensão precisa ser feita no modelo para explicar os resultados. Diferenças nos resultados podem até significar novas partículas ou mudanças no entendimento das interações descritas pelo Modelo Padrão.

Detector CDF dentro do salão de colisão em 2010
Crédito: Fermilab

O professor Peter Renton , do Departamento de Física da Universidade de Oxford, que trabalhou em uma iteração anterior da medição, disse: "[a nova medição é] um teste muito importante do Modelo Padrão, que fornece uma previsão altamente restrita e precisa do bóson W massa. A diferença disso com a nova medição dá a intrigante sugestão de uma nova física além do Modelo Padrão.'

O processo de avaliação de dez anos usou 4,2 milhões de dados 'eventos' coletados do experimento CDF no Tevatron Collider no Fermilab nos EUA para produzir uma medição duas vezes mais precisa que as medições anteriores. Cada colisão produz centenas de outras partículas, além do bóson W, que dura apenas momentaneamente, tornando extremamente difícil analisar os dados e medir a massa.

A professora Daniela Bortoletto , do Departamento de Física da Universidade de Oxford, disse: “A precisão alcançada por esta medição é excelente. O resultado é intrigante, pois parece indicar uma discrepância com as previsões do Modelo Padrão. Isso aumentará a pressão nos experimentos do LHC [Large Hadron Collider – o maior acelerador de partículas do mundo] para concluir suas análises com as amostras de dados já coletadas para melhorar nosso conhecimento desse parâmetro crítico do Modelo Padrão.'

“Embora ainda não seja conclusiva, a nova medição de massa W contribui para uma lista crescente de resultados que se desviam das previsões do Modelo Padrão. Esses resultados podem ser os primeiros passos para um modelo expandido de física de partículas, aumentando a excitante possibilidade de mais descobertas no LHC”, acrescentou o professor Hays .

A nova medição da massa do bóson W é a mais precisa até o momento, mas há algumas divergências com os cálculos de outros experimentos de colisores. Medições futuras ajudarão a explicar por que essas diferenças existem.

O artigo completo, ' Medição de alta precisão da massa do bóson W com o detector CDF II ' está disponível para leitura na Science .

 

.
.

Leia mais a seguir