Cuaderno de bitácora personal: el descubrimiento del bosón Z

Hoja del cuaderno de bitácora personal de James Rohlf. Crédito: James Rohlf

En mayo de 1983, los físicos del detector UA1 del acelerador Super Protón Sincrotrón en el CERN hicieron las primeras observaciones definitivas del bosón Z. Su primo con carga eléctrica, el bosón W, había sido visto unos meses antes, y el bosón Z completaría el conjunto de partículas que representan la fuerza débil, proporcionando evidencia de la validez de la propuesta teoría electrodébil de la física de partículas.

James Rohlf, profesor asistente en la Universidad de Harvard, estaba en el CERN y dirigió el análisis de las señales del bosón Z para UA1. Esta página de su cuaderno de bitácora personal muestra el resumen de los cuatro primeros eventos de la UA1 que los físicos pensaban representaba al bosón Z. La colaboración UA2 observó el bosón Z poco después.

El primer acontecimiento es anotado como "la pista irradia" (“track radiates”), porque la señal era una insólita, aunque posible, forma para que Z apareciera. El segundo acontecimiento, basado en la vista de muones en el detector, proveyó una confirmación vital y la comprobación sobre otros acontecimientos, que estaban basados en la observación de electrones producto del decaimiento del bosón Z. Los sistemas de detección de muones eran independientes de la detección de electrones y entonces esta comprobación tenía mucho peso.

Rohlf comenta que la notación "registrado separado 12 minutos!" ("recorded 12 minutes apart!") tenía un signo de gran sorpresa por los primeros acontecimientos que se
habían recogido sólo durante semanas de funcionamiento, por lo que un evento favorable tras otro fue inesperado.

El cuadro dibujado aquí fue reproducido en el documento de Physics Letters B en julio de 1983 anunciando el descubrimiento del bosón Z. Carlo Rubbia y Simón Van der Meer obtuvieron el Premio Nobel de Física en 1984 por sus contribuciones al descubrimiento de los bosones W y Z.

El modelo estandar de partículas


De acuerdo al modelo standard las partículas se dividen en fermiones (materiales) y bosones (force carriers: portadoras de las fuerzas). Los fermiones a su vez se dividen en quarks (up y down, charm y strange, top and bottom) y leptones. Los leptones están compuestos por electrones, muones y tauones y por neutrinos electrónicos, muónicos y tauónicos, más las respectivas antipartículas de todos ellos.

Fuente:
Sobre el hallazgo del bosón Z