Ciencia en La brújula: ¿Qué ha pasado con el bosón W y por qué es tan importante para la física de partículas?

“Un nuevo mecanismo de la naturaleza” o “la partícula que desafía a la física conocida” son titulares que hemos podido leer en las secciones de ciencia de los periódicos en las últimas dos semanas. Algunos estábamos de vacaciones, pero los físicos han tenido las manos ocupadas. Todo por culpa del bosón W, una partícula que seguramente no le suene de nada a la mayor parte del público. ¿Qué ha pasado en este aspecto?

Pues lo que ha pasado es que se ha hecho pública una medida que no somos capaces de entender. Un experimento estadounidense, CDF, ha medido la masa de esta partícula, el bosón W, y resulta que les sale incompatible con el Modelo Estándar, que es la gran teoría de la física de partículas. Una teoría, ojo, que es la más precisa de la historia de la física. Y ahora parece que el W le quiere llevar la contraria.

Se trata de una de las partículas asociada a las fuerzas. Me explico. Las partículas son objetos no sólo muy pequeños, sino también muy sencillos. Yo no puedo darle un empujón con la mano a una partícula, porque pasaría entre medias de los átomos de mi mano. Tampoco puedo calentarla poniéndola en el fuego… eso son cosas que se hacen con los objetos grandes. A las partículas sólo les afectan fuerzas que sean simples, como ellas son. Por ejemplo, las partículas tienen masa, y por lo tanto les afecta la gravedad. O algunas partículas tienen carga eléctrica, y por tanto les afecta la atracción y la repulsión entre cargas. De hecho, las partículas son tan sencillas que sólo les afectan cuatro fuerzas: la gravedad, el electromagnetismo y dos fuerzas menos conocidas y que llamamos fuerte y débil. Bueno, pues cada una de esas fuerzas tiene partículas asociadas, y el W es una de las dos partículas de la fuerza débil.

¿Y qué significa que una fuerza tenga una partícula “asociada”? Quiere decir que esa partícula es la que transporta la fuerza por el espacio. Un ejemplo: el campo magnético de la Tierra. Sabemos que se crea en el núcleo de nuestro planeta, pero llega hasta nosotros, que estamos en la superficie. Eso es porque la partícula del electromagnetismo, que son los fotones (la misma que forma la luz), viajan continuamente entre el núcleo y nosotros, de forma que “nos traen la información” del magnetismo del núcleo. Bueno, pues el W hace esto mismo con la fuerza débil.

Entonces, ¿la noticia es que no se conocía la masa de este bosón W y ahora la hemos medido? ¡Qué va! La masa del W se midió por primera vez en 1983, y se ha medido en varios experimentos desde entonces. Lo novedoso de esta medida es que es muy precisa. Digamos que hasta ahora sabíamos que la masa del W estaba entre 100 y 150. Bueno, pues CDF la ha colocado entre 170 y 175. No parece que sea para tanto, pero es que el Modelo Estándar nos dice que debería estar entre 115 y 120. O sea, que aquí hay algo que está mal. O bien el experimento o bien la teoría tienen un problema, y es un problema gordo. Y ojo, que a los físicos nos encantaría que la teoría esté mal. Eso significaría que ahí hay chicha, que hay cosas que descubrir, y eso es lo más bonito que hay.

Soy un poco escéptico, sí. Ya lo he dicho antes: el Modelo Estándar es, literalmente, la teoría más precisa de la historia de la ciencia. Hay cantidades que las predice con 12 decimales, vas al experimento, mides y te clava los 12 decimales. Eso es algo alucinante. Así que… no sé, necesito algo más que una medida para darlo por muerto y enterrado.

Pero mira, te puedo ofrecer una visión diferente a la mía: resulta que en el experimento CDF hay científicos españoles, y he estado esta mañana hablando con uno de ellos: Alberto Ruiz, del Instituto de Física de Cantabria. Le he preguntado cómo fue el proceso de descubrir que acababan de medir un bombazo.

Lo que me ha dicho parece muy raro dicho así, pero en realidad es muy lógico. Ésta no es una medida directa, en plan “mido la masa poniendo el W en una báscula”, sino que viene después de aplicar mucha estadística y hacer muchos, muchos cálculos. Lo que ellos no quieren es saber el resultado antes de tener listo todo el procedimiento, porque entonces podrían introducir sus propios prejuicios en el análisis: podrían pensar “huy, nos está saliendo muy pesado el W, vamos a corregir esto y esto otro”. Así que lo que hacen es pedirle a los ordenadores que “escondan” el valor real, y que sólo se lo enseñen cuando todo esté listo. Ése es el momento del “unblinding”, de desvelar los datos reales. Y entonces es cuando vieron que lo que habían medido… se cargaba el Modelo Estándar.

Así que lo dicho: resultado emocionante, pero como mínimo prudencia y, sobre todo, a esperar a los experimentos del CERN, a ver qué miden ellos cuando “pongan en la báscula” al bosón W.