La belleza de la ciencia: La mejor ilustración de la unificación electrodébil

Por Francisco R. Villatoro, el 23 mayo, 2011. Categoría(s): Ciencia • Física • Science ✎ 1

Uno de vosotros, Oscar, en este comentario, proponía titular «La belleza de la ciencia» mi entrada «Sin palabras: ATLAS SM H→γγ.» Me he puesto a pensar, ¿qué figura refleja mejor la «belleza de la ciencia» en física de partículas elementales? Mi respuesta es la figura de arriba, la prueba más fehaciente de que la teoría de la unificación electrodébil es correcta. La curva roja es la interacción entre electrones (y positrones) y protones mediada por corrientes cargadas (CC=Charged Current), es decir, los bosones vectoriales W, y la curva azul es la mediada por corrientes neutras (NC=Neutral Current), es decir, el fotón y el bosón Z. La figura ilustra que para energías altas (Q² mayor que la masa del bosón W al cuadrado) es imposible distinguir entre sí (en cuanto a constante de acoplamiento) los cuatro bosones portadores de la interacción electrodébil, el fotón, el Z y los dos W, como predice la teoría de la unificación electrodébil. Más aún, la curva azul muestra a la perfección la indistinguibilidad entre la interacción mediada por el fotón y la mediada por el bosón Z (por supuesto, en el segundo caso se produce un neutrino, ausente en la el primer caso). Esta figura fue obtenida gracias a los datos de las colisiones ep (electrón-protón y positrón-protón) con una energía de hasta 320 GeV en el centro de masas estudiadas entre 1994 y 2007 en los experimentos H1 y ZEUS del colisionador de partículas alemán HERA (Hadron Electron Ring Accelerator) en el sincrotón alemán de electrones (DESY por Deutsches Elektronen-Synchrotron).

Hay muchas fuentes para esta figura; yo la he extraído de la reciente charla de Friederike Januschek, «Electroweak physics and searches at HERA,» Photon 2011, 23 May 2011. Una interesante charla sobre las búsquedas (infructuosas) de nueva física más allá del modelo estándar en los datos de HERA.



1 Comentario

  1. Siendo absolutamente lego en física y matemáticas, después de escucharte en «Coffee Break», me gustaría preguntar-elucubrar: si los campos tienen una orientación entre ellos. Aunque supongo que no tiene nada que ver, si estuviesen orientados formando un ángulo en su interacción podría explicar la preferencia de la interacción electrodébil hacia la izquierda. De la misma manera, si los campos están entonces orientados sería respecto a algo, luego podría haber una jerarquía de campos. Quizás esto también afectase a la simetría, pues los valores se podrían igualar no de manera artificial, sino por la compensación por la relación angular de los campos.
    En resumen mi pregunta es: ¿los campos interrelacionan jerárquicamente?

    Posiblemente solo esté diciendo tonterías.
    Disculpa por tu tiempo.

    Un cordial saludo.

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