Los datos registrados hace más de 30 años en el CERN revelan hoy una huella medible de un fenómeno cuántico fundamental.
Los investigadores han vuelto a analizar colisiones producidas por DELPHI, uno de los detectores del antiguo colisionador LEP. Entre 1994 y 1995, electrones y sus antipartículas chocaban allí a una energía de 91,2 GeV. Esta energía favorecía la producción del bosón Z, una partícula que transmite una de las interacciones fundamentales de la materia.
El detector DELPHI del CERN, utilizado en el antiguo colisionador LEP.
Fuente: Anna Pantelia / CERN, CC BY 4.0 vía Wikimedia Commons
El bosón Z desaparece casi inmediatamente después de su creación y da lugar a otras partículas. En muchos casos, produce quarks, que después forman cascadas de partículas cargadas. Los investigadores estudiaron cómo se distribuyen esas cargas según su dirección alrededor del punto de colisión.
Para comprender el resultado, hay que observar una propiedad particular de las leyes cuánticas. Algunas simetrías válidas en una descripción clásica no se conservan exactamente después de tener en cuenta los efectos cuánticos. Los físicos hablan entonces de «anomalía». Aquí, por tanto, esta palabra no designa ni un error experimental ni una desviación del Modelo estándar.
Esta anomalía deja una consecuencia muy concreta en las desintegraciones del bosón Z. Las cargas positivas y negativas no se distribuyen exactamente de la misma manera hacia delante y hacia atrás. Este desequilibrio ya se estudiaba mediante otros métodos, pero el nuevo análisis mide directamente el flujo de carga según el ángulo.
El flujo total de carga conserva información directamente relacionada con la estructura electrodébil descrita por el Modelo estándar. Los datos corregidos por los efectos del detector muestran la modulación angular esperada y concuerdan con las simulaciones utilizadas por los investigadores.
Esto abre sobre todo una nueva forma de aprovechar los antiguos datos del LEP. Ahora se contemplan análisis más precisos, así como mediciones similares en futuros colisionadores electrón-positrón.