Una medida de un principio fundamental del modelo estándar de física de partículas, la universalidad del sabor del leptón, capturada por el detector ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones. se informa en un artículo publicado en Física de la naturaleza .

Los hallazgos reemplazan el resultado de larga data del Gran Colisionador de Electrones y Positrones.

Nuestra comprensión de las partículas elementales, los componentes básicos del Universo, y la electromagnética, fuerzas fundamentales débiles y fuertes que actúan entre ellos, está formulado en el modelo estándar de física de partículas. En la teoria electrones, los muones y los leptones τ representan tres variedades (o sabores) de un tipo de partícula elemental con carga eléctrica conocida como leptones. El modelo estándar asume que la fuerza de los acoplamientos entre los leptones y las partículas que median la fuerza débil, conocida como bosones gauge electrodébiles 'W' o 'Z', es independiente del sabor leptónico. Este principio de larga data, conocido como universalidad del sabor de lepton, ha sido desafiado recientemente por experimentos en fábricas B y en el LHC.

La Colaboración ATLAS, que involucra a un equipo global de científicos, incluidos expertos de Lancaster, estudió si esta 'verdad universal' es cierta para el muón y el leptón τ en alrededor de medio millón de colisiones protón-protón registradas con el detector ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones. . Al examinar las desintegraciones de los bosones W en leptones y muones τ y medir la proporción de sus tasas de desintegración, los autores pudieron concluir que la fuerza débil interactúa con ambos tipos de leptones de la misma manera.

Este resultado de ATLAS Collaboration es la medición más precisa hasta la fecha, con casi el doble de la precisión obtenida de los experimentos del antecesor del Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP).

El profesor de física de la Universidad de Lancaster, Guennadi Borissov, dijo:"Las mediciones en LEP indicaron que puede haber una diferencia entre las desintegraciones de diferentes tipos de leptones. Este intrigante indicio de desviación del modelo estándar no se ha confirmado durante unos 20 años. Aunque nuestras últimas mediciones no respalde el resultado de la LEP, Ha sido emocionante encontrar una forma nueva y notablemente precisa de probar esto utilizando el poder del Gran Colisionador de Hadrones, con Lancaster en el centro de cada paso del análisis ".

Profesor Roger Jones, jefe del grupo Lancaster ATLAS, dijo:"Pruebas como las nuestras de supuestos teóricos fundamentales son actualmente un área de investigación candente en física de partículas. Los resultados recientes del experimento LHCb, y las mediciones muy precisas de los muones realizadas por la colaboración g-2 (que también cuenta con físicos de Lancaster en el equipo) han proporcionado nuevos indicios de que los leptones pueden no comportarse todos de la misma manera que predicen nuestras teorías.

"A diferencia de, mediciones nuevas y muy precisas muestran que, de manera importante, los leptones realmente se comportan de la misma manera. Será emocionante ver si las sugerencias de otros experimentos se convierten en evidencia clara. Si es así, las teorías tendrán que dar cuenta de nuestra fuerte evidencia de que los leptones se comportan de la misma manera en el proceso que hemos estudiado y, sin embargo, se comportan de manera diferente en otros procesos ".