Resultado inesperado pode mudar a física de partículas

Fermilab, laboratório que abriga o acelerador Tevatron que atuou até o final de 2011. Fonte: Fermi National Accelerator Laboratory.

Análise de dados de um experimento do Fermilab publicado na quinta-feira, 7 de Abril de 2022, apresenta medida fora da previsão teórica. O anúncio foi uma nova medida da massa de uma partícula, o bóson W, que diferente em cerca de 76 MeV/c2 da previsão do modelo, isto é quase 150 vezes a massa de um elétron. Em termos estatísticos, a confiança de que a observação é diferente da previsão é 7 sigmas (ou 99.9999999997% de confiança), na física de partículas, 5 sigmas são suficientes para anunciar uma descoberta, onde a letra sigma representa o chamado “desvio padrão”, isto é, a faixa de tolerância devido a erros.

Estes dados foram coletados pelo experimento Collider Detector at Fermilab (CDF) no acelerador de partículas Tevatron. O acelerador teve sua operação encerrada no final de 2011 devido a cortes de orçamento e a concorrência com o Large Hadron Collider (LHC) que começou a coletar dados em 2010 e foi responsável pela descoberta do Bóson de Higgs.

Os dados analisados contêm informações coletadas em um período de 10 anos, indo até o final da operação do acelerador e apresentam uma precisão incrível, o erro é de 117 partes do milhão! Este resultado, que mediu a massa do bóson W, é duas vezes mais preciso do que o apresentado por outros experimentos, como o do ATLAS que coleta dados do LHC.

O bóson W é uma partícula mensageira, assim como o fóton, e carrega informações sobre a interação fraca. O valor medido pode alterar diversos cálculos teóricos em física de partículas e potencialmente é evidência de física nova, ou como físicos costumam dizer, física além do modelo padrão.

Será esta a pista que levará a novos avanços na teoria das partículas elementares? Vamos ficar de olho!

Fontes e Saiba mais:

[1] AALTONEN, Timo et al. (CDF Collaboration) Precise measurement of the W-boson mass with the CDF II detector. Physical review letters, v. 108, n. 15, p. 151803, 2012.

[2] An upset to the standard model. Science.org