Cálculo más preciso de la intensidad de la fuerza nuclear débil

Tras una década de desarrollo experimental, de toma de datos y de análisis, un equipo internacional de investigadores ha anunciado un nuevo valor para el tiempo de vida de los muones. El nuevo valor medido, que es el más preciso que se ha hecho hasta ahora de cualquier partícula subatómica, hace posible una nueva valoración de la intensidad de la fuerza nuclear débil.

Los experimentos de esta investigación se llevaron a cabo utilizando el acelerador de protones del Instituto Paul Scherrer (PSI) en Villigen, Suiza. El equipo de investigación ha sido dirigido por expertos de las universidades de Boston e Illinois.

El muón es una partícula subatómica inestable que se desintegra después de un tiempo de vida de aproximadamente dos microsegundos (dos millonésimas de segundo). Esta desintegración se rige tan sólo por la fuerza débil, y el tiempo de vida del muón tiene una relación relativamente simple con la intensidad de la fuerza débil.

La fuerza débil es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Aunque rara vez tratamos de forma directa con ella en la vida cotidiana, la fuerza débil se encuentra en el corazón de muchos procesos físicos elementales, incluidos los responsables de hacer brillar al Sol.

Las cuatro fuerzas fundamentales se caracterizan por sus constantes, que describen su intensidad. La famosa constante G, de la Ley de la Gravedad de Newton, determina la atracción gravitatoria entre dos objetos masivos. La constante de estructura fina determina la intensidad de la fuerza electrostática entre partículas cargadas. La constante de las interacciones débiles, conocida como la constante de Fermi, es también esencial para los cálculos en el mundo de las partículas elementales.

Hoy en día, los físicos se refieren a las interacciones débiles y electromagnéticas como dos aspectos de una misma interacción. La prueba de esa relación, establecida en la década de 1970, fue un importante avance en el conocimiento científico sobre el mundo subatómico.

El nuevo valor de la constante de Fermi ha sido determinado por el equipo del físico David Hertzog (ahora en la Universidad de Washington) mediante una medición extremadamente precisa de la vida media del muón: 2,1969803 microsegundos, con una incertidumbre de aproximadamente 2 millonésimas de microsegundo; un récord mundial de precisión.