CMS mede massa do bóson W com precisão recorde e desafia dados anteriores

Hoje, 17/09, no Centro Europeu de Física de Partículas (CERN), foi apresentado um resultado importante sobre a análise de colisões de prótons realizadas pelo experimento Compact Muon Solenoid (CMS). Esse estudo revelou a primeira medição da massa do bóson W no segundo ciclo de operações do Grande Colisor de Hádrons (LHC), com um valor de 80.360,2 MeV e uma pequena margem de erro de 9,9 MeV.

O bóson W é uma partícula fundamental que, junto com o bóson Z, desempenha um papel crucial na força fraca, a qual está relacionada a certos tipos de radioatividade e também é responsável pelas reações de fusão no Sol. A medição mais recente do CMS é a mais precisa feita até agora no LHC e está de acordo com as previsões do Modelo Padrão da física de partículas, que sugere um valor de 80.357 ± 6 MeV.

Discrepância

No entanto, este resultado apresenta uma diferença em relação a uma medição realizada pelo experimento The Collider Detector at Fermilab (CDF) em 2022, o que gerou uma análise global. Se essa discrepância fosse confirmada, poderia indicar uma falha significativa no Modelo Padrão, exigindo uma nova explicação. Entretanto, o CMS encontrou resultados que estão alinhados com o Modelo Padrão, o que fez com que a medição do CDF de 2022 não fosse confirmada. Em 2023, outro experimento no LHC chamado A Toroidal LHC ApparatuS (ATLAS), também mediu a massa do W e encontrou valores em acordo com o Modelo Padrão.

Precisão

Medições precisas da massa do bóson W são desafiadoras, exigindo técnicas avançadas e a modelagem teórica do comportamento da partícula. O CMS alcançou essa precisão ao usar tecnologia de ponta e métodos de análise detalhados.

O LHC está atualmente em sua terceira fase de operações e, com sua atualização para uma versão mais avançada, o LHC de Alta Luminosidade, espera-se obter ainda mais avanços no estudo dessas partículas.

CBPF no CMS

O CBPF participa ativamente do projeto CMS, com o grupo CMS-CBPF, composto pelos pesquisadores Gilvan Alves e Carsten Hensel, além do técnico Fábio Marujo e dos pós-doutores Eduardo Coelho e Patricia Teles, contribuindo desde 2008 para as pesquisas e desenvolvimento de tecnologias para o experimento.

Atualmente Fabio Marujo atua como coordenador de eletrônica do detector de múons Resistive Plate Chambers (RPC) do CMS, cuja funcionalidade foi fundamental para essa medida.

Mais informações:

CMS experiment at CERN weighs in on the W boson mass: https://home.cern/news/press-release/physics/cms-experiment-cern-weighs-w-boson-mass