Los físicos de partículas de la Technische Universität Dresden, junto con colegas de investigación internacionales, han descubierto un proceso extremadamente raro que se puede comparar con pequeños sables de luz. En el experimento ATLAS en el CERN en Ginebra, el grupo está llevando a cabo una investigación sobre las partículas mensajeras de losllamada interacción débil. Han demostrado que estas partículas interactúan entre sí en un proceso de dispersión. Estos resultados se han presentado ahora en la Conferencia Internacional sobre Física de Altas Energías ICHEP2018 en Seúl.
Los escritores de ciencia ficción sienten pasión por los sables de luz. Pero esta idea probablemente seguirá siendo un sueño para siempre, porque la luz se compone de fotones; en física también se les llama partículas mensajeras de la interacción electromagnética. Según las leyes de la física, los fotones puedensolo interactúan con objetos que llevan una carga eléctrica. Dado que son eléctricamente neutrales ellos mismos, simplemente se penetran entre sí sin verse afectados. Es por eso que los rayos de luz pueden cruzarse, pero nunca se doblarán entre sí.
A diferencia de la interacción electromagnética, en el caso de la "interacción débil" nuclear, sus partículas mensajeras interactúan a través de la dispersión, ya que ellas mismas llevan una carga débil. Los investigadores de TU Dresden, que son miembros de la colaboración ATLAS en el CERN, hanahora sin duda observaron la dispersión de estas partículas, llamadas bosones W y Z, en dos procesos diferentes. Este es uno de los resultados destacados presentados en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías ICHEP2018 en Seúl el 5 de julio, y para el cual grupos de investigación de China, EE.UU., Canadá, Sudáfrica, Reino Unido, Grecia y Francia han colaborado intensamente con los investigadores alemanes de Dresde, Friburgo y DESY en Hamburgo.
Los grupos analizaron los datos de ATLAS de 2015 y 2016. El detector ATLAS registra los productos de colisión de protones que viajan cerca de la velocidad de la luz en el acelerador de partículas LHC y finalmente chocan. Las partículas W y Z pueden irradiarse desde los quarks. Sin embargo, debidoa su corta vida, estos cuantos de "luz débil", emitidos por los quarks, sólo pueden volar una distancia de 0,1 femtometros, es decir, aproximadamente 1/10 de un radio de protón, antes de transformarse en otras partículas.para interactuar entre sí, estos "sables de luz" ultracortos tienen que acercarse entre sí en 0,002 femtometros aproximadamente 1/500 del radio de un protón. Una coincidencia tan extremadamente improbable ocurre solo una vez en 20.000 billones de interacciones protón-protón.
Dos estudiantes de doctorado del Instituto de Física Nuclear y de Partículas pudieron extraer la señal del "ruido de fondo". Encontraron 60 candidatos para eventos de dispersión WW? WW de partículas W cargadas de signo similar. Esto es más de tres veceslo que se vio en los datos de 2012, donde ATLAS había obtenido la primera evidencia de este proceso. Stefanie Todt ha estudiado la dispersión de WW en su tesis doctoral: "Junto con Franziska Iltzsche, giramos cada piedra hasta estar seguros de que realmente habíamos descubierto lo queque estábamos buscando ". Tim Herrmann, uno de los dos estudiantes de doctorado que trabajan en la búsqueda del proceso de dispersión WZ? WZ, agradeció a su compañero de doctorado que actualmente está de baja por paternidad durante 12 semanas:" Como coordinador de análisis, Carsten Bittrichallanó el camino a este descubrimiento hasta el primer borrador de la publicación, que fue lanzado ayer por toda la colaboración de ATLAS. "Gracias a una técnica de análisis multivariante" BDT ", ATLAS pudo aislar 44 dispersiones events.
Una mayor investigación del proceso de dispersión con más datos podría proporcionar pistas sobre nuevas partículas o subestructuras de partículas conocidas. Además, los investigadores de TUD esperan obtener nuevos conocimientos sobre el campo Brout-Englert-Higgs: "Exactamente seis años después del descubrimiento delPartícula de Higgs, ahora tenemos dos procesos a mano que nos ayudarán a comprender mejor las propiedades de las nuevas especies de partículas de Higgs ", dice Michael Kobel, jefe del grupo de Dresde." El campo Brout-Englert-Higgs permite la dispersión dela "luz débil" sólo a distancias muy pequeñas entre las partículas W y Z. Por lo tanto, actúa como una especie de amortiguador. Una medición aún más precisa debería comprobar si hay varias partículas de Higgs amortiguadores, o si tienen una subestructura y pueden inclusoemociónate. "
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Materiales proporcionado por Technische Universität Dresden . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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