El CERN acaba de batir un récord: ha logrado medir la fuerza fuerte con más precisión que nunca

Medir con el mayor grado de precisión las interacciones fundamentales que controlan el comportamiento de la naturaleza es uno de los objetivos de las instalaciones de investigación de física de partículas. La gravitación, la fuerza electromagnética, la interacción nuclear débil, la interacción nuclear fuerte y la fuerza fuerte son las cuatro fuerzas fundamentales. Aunque la gravedad y el electromagnetismo son dos fuerzas con las que la mayoría de la gente está familiarizada, sigue siendo importante repasar brevemente el rango de aplicación de las otras dos fuerzas.

El proceso por el cual un núcleo atómico inestable gasta energía para moverse hacia un estado más estable se conoce como interacción nuclear débil y es lo que causa la radiactividad. En el artículo que dedicamos a las radiaciones ionizantes entramos en detalle explicando este mecanismo. Pero el “pegamento” que une los quarks para formar protones, neutrones y otros hadrones es la fuerza fuerte. Además, se encarga de mantener cohesivos y estables los núcleos de los átomos.

El campo de Higgs, otra interacción fundamental que explica cómo las partículas ganan masa, suele ser colocado en este nivel por los físicos, pero para que sea más fácil de entender para los lectores, los textos frecuentemente enumeran las cuatro fuerzas que mencioné brevemente anteriormente porque, de alguna manera, son universalmente entendido. Dado que caracterizar estas interacciones con precisión cada vez mayor es la forma más eficaz de profundizar nuestra comprensión del funcionamiento de la naturaleza, los físicos se esfuerzan por hacer precisamente eso. Y el CERN acaba de lograr una hazaña significativa en esta dirección.

El experimento ATLAS midió la fuerza fuerte con una precisión nunca antes vista.
A los investigadores del CERN les resultó difícil lograr lo que lograron con el experimento ATLAS. Pero primero, echemos un vistazo rápido a los componentes de este dispositivo antes de entrar en detalles. El detector más grande creado hasta la fecha específicamente para su uso con colisionadores de partículas es ATLAS. Tiene una longitud mínima de 46 metros y un diámetro máximo de 25 metros. Y el LHC, su acelerador de partículas conectado, le debe algunos de sus descubrimientos más significativos.

Si creemos a los científicos que lo crearon, el objetivo de este experimento es mejorar nuestra comprensión de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, los componentes de la materia y la materia oscura, entre otras cuestiones importantes. Recientemente hemos conocido nueva información sobre la interacción nuclear fuerte gracias al trabajo de los físicos e ingenieros que trabajan en ATLAS. Lo que han logrado es crucial por una razón muy convincente: de las cuatro interacciones fundamentales, ésta ha sido medida con menor precisión hasta este momento. Y su plan para implementar esta medida es increíblemente inteligente.

Propusieron aproximadamente utilizar el bosón Z, que junto con el bosón W sirve como partícula mediadora de la interacción nuclear débil, para determinar la intensidad de la fuerza fuerte con una incertidumbre relativa de sólo el 0,8 por ciento. Dicho así, no parece gran cosa, pero lo es. Es una muy Medición significativa que probablemente ayudará a los físicos a comprender mejor las características de esta interacción básica de la naturaleza.