Una fracción de segundo después del Big Bang, una sola fuerza unificada puede haberse hecho añicos. Los científicos de las colaboraciones CDF y DZero utilizaron datos del Fermilab Tevatron Collider para recrear las condiciones del universo temprano. Midieron el ángulo de mezcla débil que controla la ruptura de la fuerza unificada. Midiendo este ángulo, un parámetro clave del modelo estándar, mejora nuestra comprensión del universo. Los detalles de esta ruptura de simetría afectan la naturaleza de las estrellas, átomos, y quarks. La nueva medición del ángulo de mezcla débil ayuda a cimentar nuestra comprensión del pasado, el carácter de lo que observamos hoy, y lo que creemos está reservado para nuestro futuro.

Las determinaciones anteriores del ángulo de mezcla débil de todo el mundo no estuvieron de acuerdo. Esto permitió la posibilidad de que tal vez haya nuevas partículas fundamentales por descubrir. O tal vez hubo un malentendido en cómo pensamos sobre las fuerzas fundamentales. Este nuevo resultado combinado ayuda a resolver la discrepancia y refuerza nuestra teoría estándar de las fuerzas fundamentales.

En el presente, Los científicos piensan que en las energías más altas y los primeros momentos en el tiempo, todas las fuerzas fundamentales pueden haber existido como una sola fuerza unificada. A medida que el universo se enfrió solo un microsegundo después del Big Bang, sufrió una "transición de fase" que transformó o "rompió" las fuerzas electromagnéticas y débiles unificadas en las distintas fuerzas observadas hoy.

La transición de fase es similar a la transformación del agua en hielo. En este caso familiar, llamamos a la transición un cambio en el estado de la materia. En el caso del universo temprano, llamamos a la transición "ruptura de simetría electrodébil".

De la misma manera que caracterizamos la transición de la fase de agua a hielo como que ocurre cuando la temperatura cae por debajo de 32 grados, caracterizamos la cantidad de simetría electrodébil que se rompe con un parámetro llamado ángulo de mezcla débil, cuyo valor ha sido medido por múltiples experimentos a lo largo de los años.

Al recrear las condiciones del universo temprano en experimentos con aceleradores, hemos observado esta transición y podemos medir el ángulo de mezcla débil que la controla. Nuestra mejor comprensión de la ruptura de la simetría electrodébil involucra el mecanismo de Higgs, y el descubrimiento del bosón de Higgs, ganador del Premio Nobel, en 2012 fue un hito en nuestro conocimiento.

Durante dos décadas, las mediciones más precisas del ángulo de mezcla débil provienen de experimentos que colisionaron electrones y positrones en el laboratorio europeo CERN y SLAC National Accelerator Laboratory en California, cada uno de los cuales dio diferentes respuestas. Sus resultados han sido desconcertantes porque la probabilidad de que las dos mediciones concuerden era menos de una parte en mil, sugiriendo la posibilidad de nuevos fenómenos:la física más allá del modelo estándar. Se necesitaba más información.

Aunque el entorno en el colisionador de Tevatron de protones y antiprotones de Fermilab era mucho más severo que el colisionador de CERN o SLAC, con muchas más partículas de fondo, los grandes y bien entendidos conjuntos de datos de los experimentos CDF y DZero de Tevatron permitieron una nueva medición combinada que brinda casi la misma precisión que la de las colisiones electrón-positrón. El nuevo resultado se encuentra a medio camino entre las mediciones del CERN y SLAC y, por lo tanto, está de acuerdo con ambas, así como con el promedio de todas las mediciones previas directas e indirectas de ángulo de mezcla débil. Por lo tanto, La navaja de Occam sugiere que esas nuevas partículas y fuerzas aún no son necesarias para explicar nuestras observaciones y que nuestros modelos actuales de física de partículas y cosmología siguen siendo buenos descriptores del universo observado.