La medida más precisa jamás realizada de la masa del bosón W muestra una tensión con el modelo estándar.
Después de 10 años de análisis y escrutinio cuidadosos, los científicos de la Colaboración CDF en el Laboratorio Nacional Acelerador Fermi del Departamento de Energía de EE. UU. anunciaron el 7 de abril de 2022 que habían realizado la medición más precisa hasta la fecha de la masa del bosón W, uno de los partículas portadoras de fuerza de la naturaleza. Utilizando los datos recopilados por el detector de colisión de Fermilab, o CDF, los científicos ahora han determinado la masa de la partícula con una precisión del 0,01%, el doble de precisión que la mejor medición anterior. Esto corresponde a medir el peso de un gorila de 800 libras a 1,5 onzas.
La nueva medición de precisión, publicada en la revista La ciencia, permite a los científicos probar el modelo estándar de la física de partículas, el marco teórico que describe la naturaleza en su nivel más fundamental. El resultado: el nuevo valor de masa muestra una tensión con el valor que los científicos obtienen usando datos experimentales y teóricos en el contexto del Modelo Estándar.
El Collider Detector de Fermilab registró colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron desde 1985 hasta 2011. Unos 400 científicos de 54 instituciones en 23 países todavía están trabajando en la gran cantidad de datos recopilados por el experimento. Crédito: Fermilab
«La cantidad de mejoras y verificaciones adicionales realizadas a nuestro resultado es enorme», dijo Ashutosh V. Kotwal de la Universidad de Duke, quien dirigió este análisis y es uno de los 400 científicos en la colaboración de la CDF. “Tomamos en cuenta nuestra mejor comprensión de nuestro detector de partículas, así como los avances en la comprensión teórica y experimental de las interacciones del bosón W con otras partículas. Cuando finalmente publicamos el resultado, descubrimos que difería de la predicción del modelo estándar.
Si se confirma, esta medida sugiere la necesidad potencial de mejoras en el cálculo del modelo estándar o extensiones del modelo.
Los científicos ahora han determinado la masa del bosón W con una precisión del 0,01%. Esto es el doble de preciso que la mejor medición anterior y muestra el voltaje con el modelo estándar.
El nuevo valor concuerda con muchas mediciones previas de la masa del bosón W, pero también hay algunos desacuerdos. Se necesitarán mediciones futuras para arrojar más luz sobre el resultado.
«Aunque este es un resultado intrigante, la medición debe ser confirmada por otro experimento antes de que pueda interpretarse por completo», dijo el director adjunto de Fermilab, Joe Lykken.
El bosón W es una partícula mensajera de la fuerza nuclear débil. Es responsable de los procesos nucleares que hacen que el sol brille y las partículas se desintegren. Usando colisiones de partículas de alta energía producidas por el colisionador Tevatron de Fermilab, la colaboración CDF recopiló grandes cantidades de datos que contenían bosones W desde 1985 hasta 2011.
El bosón W es la partícula mensajera de la fuerza nuclear débil. Es responsable de los procesos nucleares que hacen que el sol brille y las partículas se desintegren. Los científicos de la FCD están estudiando las propiedades del bosón W utilizando los datos que recopilaron en el Tevatron Collider de Fermilab. Crédito: Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi
El físico de la FCD Chris Hays de la[{» attribute=»»>University of Oxford said, “The CDF measurement was performed over the course of many years, with the measured value hidden from the analyzers until the procedures were fully scrutinized. When we uncovered the value, it was a surprise.”
The mass of a W boson is about 80 times the mass of a proton, or approximately 80,000 MeV/c2. CDF researchers have worked on achieving increasingly more precise measurements of the W boson mass for more than 20 years. The central value and uncertainty of their latest mass measurement is 80,433 +/- 9 MeV/c2. This result uses the entire dataset collected from the Tevatron collider at Fermilab. It is based on the observation of 4.2 million W boson candidates, about four times the number used in the analysis the collaboration published in 2012.
The mass of a W boson is about 80 times the mass of a proton, or approximately 80,000 MeV/c2. Scientists of the Collider Detector at Fermilab collaboration have achieved the world’s most precise measurement. The CDF value has a precision of 0.01 percent and is in agreement with many W boson mass measurements. It shows tension with the value expected based on the Standard Model of particle physics. The horizontal bars indicate the uncertainty of the measurements achieved by various experiments. The LHCb result was published after this paper was submitted and is 80354+- 32 MeV/c2. Credit: CDF collaboration
“Many collider experiments have produced measurements of the W boson mass over the last 40 years,” said CDF co-spokesperson Giorgio Chiarelli, Italian National Institute for Nuclear Physics (INFN-Pisa). “These are challenging, complicated measurements, and they have achieved ever more precision. It took us many years to go through all the details and the needed checks. It is our most robust measurement to date, and the discrepancy between the measured and expected values persists.”
The collaboration also compared their result to the best value expected for the W boson mass using the Standard Model, which is 80,357 ± 6 MeV/c2. This value is based on complex Standard Model calculations that intricately link the mass of the W boson to the measurements of the masses of two other particles: the top quark, discovered at the Tevatron collider at Fermilab in 1995, and the Higgs boson, discovered at the Large Hadron Collider at CERN in 2012.
CDF co-spokesperson David Toback, Texas A&M University, stated the result is an important contribution to testing the accuracy of the Standard Model. “It’s now up to the theoretical physics community and other experiments to follow up on this and shed light on this mystery,” he added. “If the difference between the experimental and expected value is due to some kind of new particle or subatomic interaction, which is one of the possibilities, there’s a good chance it’s something that could be discovered in future experiments.”
Reference: “High-precision measurement of the W boson mass with the CDF II detector” by CDF Collaboration, T. Aaltonen, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, A. Annovi, J. Antos, G. Apollinari, J. A. Appel, T. Arisawa, A. Artikov, J. Asaadi, W. Ashmanskas, B. Auerbach, A. Aurisano, F. Azfar, W. Badgett, T. Bae, A. Barbaro-Galtieri, V. E. Barnes, B. A. Barnett, P. Barria, P. Bartos, M. Bauce, F. Bedeschi, S. Behari, G. Bellettini, J. Bellinger, D. Benjamin, A. Beretvas, A. Bhatti, K. R. Bland, B. Blumenfeld, A. Bocci, A. Bodek, D. Bortoletto, J. Boudreau, A. Boveia, L. Brigliadori, C. Bromberg, E. Brucken, J. Budagov, H. S. Budd, K. Burkett, G. Busetto, P. Bussey, P. Butti, A. Buzatu, A. Calamba, S. Camarda, M. Campanelli, B. Carls, D. Carlsmith, R. Carosi, S. Carrillo, B. Casal, M. Casarsa, A. Castro, P. Catastini, D. Cauz, V. Cavaliere, A. Cerri, L. Cerrito, Y. C. Chen, M. Chertok, G. Chiarelli, G. Chlachidze, K. Cho, D. Chokheli, A. Clark, C. Clarke, M. E. Convery, J. Conway, M. Corbo, M. Cordelli, C. A. Cox, D. J. Cox, M. Cremonesi, D. Cruz, J. Cuevas, R. Culbertson, N. d’Ascenzo, M. Datta, P. de Barbaro, L. Demortier, M. Deninno, M. D’Errico, F. Devoto, A. Di Canto, B. Di Ruzza, J. R. Dittmann, S. Donati, M. D’Onofrio, M. Dorigo, A. Driutti, K. Ebina, R. Edgar, A. Elagin, R. Erbacher, S. Errede, B. Esham, S. Farrington, J. P. Fernández Ramos, R. Field, G. Flanagan, R. Forrest, M. Franklin, J. C. Freeman, H. Frisch, Y. Funakoshi, C. Galloni, A. F. Garfinkel, P. Garosi, H. Gerberich, E. Gerchtein, S. Giagu, V. Giakoumopoulou, K. Gibson, C. M. Ginsburg, N. Giokaris, P. Giromini, V. Glagolev, D. Glenzinski, M. Gold, D. Goldin, A. Golossanov, G. Gomez, G. Gomez-Ceballos, M. Goncharov, O. González López, I. Gorelov, A. T. Goshaw, K. Goulianos, E. Gramellini, C. Grosso-Pilcher, J. Guimaraes da Costa, S. R. Hahn, J. Y. Han, F. Happacher, K. Hara, M. Hare, R. F. Harr, T. Harrington-Taber, K. Hatakeyama, C. Hays, J. Heinrich, M. Herndon, A. Hocker, Z. Hong, W. Hopkins, S. Hou, R. E. Hughes, U. Husemann, M. Hussein, J. Huston, G. Introzzi, M. Iori, A. Ivanov, E. James, D. Jang, B. Jayatilaka, E. J. Jeon, S. Jindariani, M. Jones … P. Wagner, R. Wallny, S. M. Wang, D. Waters, W. C. Wester, D. Whiteson, A. B. Wicklund, S. Wilbur, H. H. Williams, J. S. Wilson, P. Wilson, B. L. Winer, P. Wittich, S. Wolbers, H. Wolfmeister, T. Wright, X. Wu, Z. Wu, K. Yamamoto, D. Yamato, T. Yang, U. K. Yang, Y. C. Yang, W.-M. Yao, G. P. Yeh, K. Yi, J. Yoh, K. Yorita, T. Yoshida, G. B. Yu, I. Yu, A. M. Zanetti, Y. Zeng, C. Zhou and S. Zucchelli, 7 April 2022, Science. DOI: 10.1126/science.abk1781
La misión de eliminación de desechos ClearSpace-1 cambió de objetivo después de detectar una colisión de desechos espaciales del objetivo con desechos imposibles de rastrear. Empresa de eliminación de desechos espaciales Espacio libre anunció la decisión el 24 de abril.
ClearSpace avanzó a la siguiente etapa de la misión ClearSpace-1 después de una revisión técnica y programática con el Agencia Espacial Europea (ESA). El objetivo de escombros se ha modificado para ajustar los requisitos de la misión, simplificar la estructura de su equipo industrial y reducir el riesgo.
Ahora se espera que la nueva misión ClearSpace-1 se encuentre con PROBA-1, una nave espacial de la ESA con capacidades totalmente autónomas que capturará y realizará una maniobra de disminución del perigeo en el veterano satélite espacial de 20 años. La misión utilizará un mecanismo de captura de cuatro brazos para agarrar el satélite cliente y luego reingresar de manera segura a la atmósfera de la Tierra, donde se quemará.
El objetivo inicial de la misión, un adaptador de carga útil VESPA que quedó en órbita durante el lanzamiento de Vega en 2013, era golpeado por otros desechos espaciales el año pasado.
La ESA ha permitido continuar con la fase preparatoria que será ejecutada por un consorcio liderado por la empresa alemana OHB SE, que suministrará el bus satélite y se encargará de la integración y lanzamiento del sistema. ClearSpace proporcionará liderazgo técnico en operaciones de proximidad y captura.
«Nos sentimos honrados de colaborar con OHB y permanecer a la vanguardia del servicio en órbita con la misión ClearSpace-1», dijo Luc Piguet, director ejecutivo de ClearSpace.
La nave espacial STEREO A de la NASA detectó una poderosa llamarada solar arrancando la cola del cometa Pons-Brooks, aunque rápidamente volvió a crecer. Esta no es la primera vez que STEREO A ve al Sol jugando con una bola de nieve sucia como esta, pero las imágenes son particularmente dramáticas.
Las colas de los cometas son cosas tenues que se crean cuando el viento solar empuja el gas y el polvo liberados por la sublimación del hielo lejos de la cabeza del cometa. No hace falta mucho para molestarlos; A veces se ven cometas con dos colas, una de gas y otra de polvo, apuntando en direcciones algo diferentes, siendo la cola de gas particularmente sensible a las condiciones.
Cuando las erupciones solares generan eyecciones de masa coronal (CME) desde la superficie del Sol, las partículas expulsadas pueden afectar las colas de los cometas, y la nave espacial STEREO, que rastrea las tormentas solares, ha detectado esto con frecuencia. Véase, por ejemplo, este caso de 2013 en el que se pudieron ver dos cometas en el mismo campo visual, uno de ellos moviendo la cola como un renacuajo o un espermatozoide congelado pero particularmente decidido.
Una eyección de masa coronal en 2013 que logró impactar a dos cometas a la vez, como muestra STEREO.
Crédito de la imagen: Karl Battams/NASA/STEREO/CIOC
La nave espacial STEREO no sólo observa las colas de los cometas por diversión. Me gusta su sitio web Observaciones«El uso de colas de cometas como trazadores puede proporcionar datos valiosos sobre las condiciones del viento solar cerca del Sol».
Como sugiere su nombre, las naves espaciales STEREO fueron diseñadas para proporcionar vistas duales de la actividad solar, una con una órbita unas semanas más corta que la de la Tierra y la otra un poco más larga. La línea de base generalmente larga entre ellos le dio a la NASA una visión sin precedentes de la actividad solar durante una década, pero se perdió el contacto con STEREO B en 2016, e incluso una vez recuperado, los intentos de restaurarlo han fracasado.
STEREO A siguió funcionando, incluso si el acrónimo ahora es inexacto. Su nombre completo es Observatorio A de Relaciones Solar-Terrestres y continúa ayudando a los astrónomos a comprender cómo la variabilidad del Sol afecta a la Tierra. Como muestran estas imágenes, lo mismo ocurre con otros componentes del sistema solar.
El 12 de abril, STEREO A detectó un importante despegue de CME desde el Sol. Este evento se alejaba casi directamente de la Tierra, por lo que no provocó ninguna aurora aquí, aunque ocurrió otra aproximadamente al mismo tiempo. cielo iluminado sobre Tasmania. Pero una semana después, Spaceweather.com se dio cuenta el efecto que tuvo el evento sobre el cometa Pons-Brooks. En lenguaje astronómico, se trató de un «evento de desconexión» en el que la fuerza añadida del viento solar provocó que la cola del núcleo del cometa se rompiera y partiera como la bandera de Rohan hacia el espacio. Las dos torres.
El efecto fue tan fuerte en parte porque la CME era muy poderosa, pero también porque Pons-Brooks estaba a 120 millones de kilómetros (75 millones de millas) del Sol, o el 80 por ciento de la distancia de la Tierra. Aunque desde la perspectiva de STEREO A el cometa parece casi chocar con Júpiter, el planeta gigante estaba casi mil millones de kilómetros (620 millones de millas) más lejos y apenas se habría visto afectado.
Pons-Brooks no ha estado exactamente a la altura de su apodo últimamente. Se le puso la etiqueta de «Cometa del Diablo» porque durante su paso explotó varias veces (como en visitas anteriores) y algunas de ellas produjeron lo que parecían cuernos del diablo. Desafortunadamente, las explosiones se detuvieron justo cuando podrían haber permitido que más personas vieran el cometa. Es particularmente desafortunado que ninguna coincidiera con esta CME; imaginen una erupción que se lleva algo mucho más brillante y complejo.
La buena noticia es que, si bien los cometas a menudo se comparan con los gatos, en lo que respecta a sus colas, se parecen más a eslizones, que pueden perder sus apéndices y volver a crecer.
SpaceX envió otro lote de sus satélites de Internet Starlink al cielo hoy (23 de abril).
Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó hoy de la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida a las 6:17 p.m.EDT (22:17 GMT).
La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente 8,5 minutos después del lanzamiento, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX Just Read the Instrucciones estacionado en el Océano Atlántico.
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Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco no tripulado en el mar poco después del lanzamiento de 23 satélites Starlink desde Florida el 23 de abril de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
Este fue el noveno lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX. Cinco de sus ocho despegues anteriores fueron misiones Starlink.
La etapa superior del Falcon 9 continuará transportando los 23 satélites Starlink a la órbita terrestre baja (LEO) hoy, desplegándolos aproximadamente 65 minutos después del despegue.
El lanzamiento de esta noche fue el 41 del año para SpaceX y el 28 de 2024 dedicado a construir la megaconstelación Starlink, masiva y en constante crecimiento. Hay casi 5.800 Los satélites Starlink están operativos en LEO en este momento, según el astrofísico y rastreador de satélites Jonathan McDowell.
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El lanzamiento de Starlink terminó siendo la primera mitad de un vuelo espacial doble: un vehículo Rocket Lab Electron lanzó dos satélites, incluido un demostrador de tecnología de navegación solar de la NASA, desde Nueva Zelanda hoy a las 6:33 p.m.EDT (22:33 GMT).
Nota del editor: Esta historia se actualizó a las 6:30 p.m. ET del 23 de abril con noticias sobre el exitoso lanzamiento y aterrizaje de la primera etapa.
