El LHC revela la fuerza nuclear fuerte con una precisión sin precedentes
El CERN (Centro de Física de Partículas), lugar donde se encuentra ubicado el LHC (Gran Colisionador de Hadrones), ha anunciado hoy un logro científico sin precedentes. Han sido capaces de medir la interacción de campos de la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, con una precisión nunca antes conseguida. Esta medición ha sido posible gracias al experimento ATLAS, uno de los centros de detección de partículas del LHC.
Las fuerzas fundamentales y el modelo estándar
Las fuerzas fundamentales de la física son cuatro: nuclear débil, nuclear fuerte, electromagnética y gravedad. Estas fuerzas describen el Universo en el que vivimos mediante las interacciones de campo entre ellas.
La fuerza nuclear fuerte es la mayor de las cuatro fuerzas fundamentales y es la responsable de la formación de los núcleos de los átomos. Actúa sobre los protones y neutrones, manteniéndolos unidos y asegurando la estabilidad de la materia.
La fuerza nuclear fuerte y su medición
La fuerza nuclear fuerte es descrita mediante una magnitud del modelo estándar de física de partículas, llamada acoplamiento fuerte. Aunque se ha medido en varias ocasiones, su cálculo presentaba un mayor margen de error en comparación con las otras fuerzas fundamentales.
El LHC, conocido como el colisionador, ejecuta estudios impactando partículas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Para medir la fuerza nuclear fuerte, el experimento ATLAS estudió la interacción de los bosones Z, que son el resultado de la colisión entre protones a una energía de 8TeV.
Los resultados obtenidos por ATLAS revelaron que la interacción de campos para la energía nuclear fuerte entre los bosones Z es de 0.1183, con un margen de error de 0.0009 (0.8%), el menor conseguido hasta la fecha. Estos resultados se deben a la compresión experimental de los científicos en la detección y calibración del momento de los electrones o muones originados por la desintegración del bosón Z.
Desde el punto de vista teórico, los científicos del ATLAS utilizaron cálculos avanzados respecto del proceso de desintegración de los bosones Z, considerando hasta cuatro bucles en la cromodinámica cuántica.
El poder del LHC y del experimento ATLAS
Stefano Camarda, físico del CERN, comenta que la fuerza nuclear fuerte es un parámetro clave del Modelo Estándar, pero solo se conoce con una precisión porcentual. Medir la magnitud del acoplamiento de la fuerza fuerte con una precisión del 0.8% es un logro espectacular que demuestra el poder del LHC y del experimento ATLAS para empujar los límites de la precisión y mejorar nuestra comprensión de la naturaleza.
Los trabajos del LHC y el CERN son fundamentales para avanzar en el conocimiento científico y desvelar los misterios del Universo en el que vivimos. Gracias a estos avances, estamos cada vez más cerca de comprender la naturaleza y el funcionamiento del mundo que nos rodea.
