• A pares electrón – positrón: (3,366 ±
0,008) %
• A pares muón – antimuón: (3,367 ± 0,013)
%
• A pares tau – antitau: (3,360 ± 0,015) %
• A pares quark – antiquark: (69,90 ± 0,15) %
¿Tienen sentido esos números? Y si no es así ¿sabes por qué?
La razón está en las partículas llamadas neutrinos, que escapan del detector sin ser vistas. A ellas les corresponde el 20 % de todas las desintegraciones de partículas Z, así que si sumas las fracciones de desintegración de las partículas visibles, (que están más arriba), sólo tendrás el 80%.
Puedes corregir tus resultados para incluir las desintegraciones invisibles dividiendo el número total de sucesos que has analizado entre 0,8 y recalculando después las fracciones de desintegración con ese nuevo número como total de sucesos. Por ejemplo, si has observado 100 sucesos, te saldría un total corregido de 125. En otras palabras, estás suponiendo que a los 100 sucesos les corresponden 25 Z que se desintegraron en neutrinos,invisibles para el detector, y que no están en el archivo.
¿Están de acuerdo tus resultados vueltos a calcular con los publicados?
Si has leído las páginas sobre la materia y las interacciones, te acordarás de que las partículas materiales se agrupan en tres familias. La más ligera está formada por los quarks up y down, los electrones y los neutrinos electrónicos. Los quarks y electrones de esta familia son los que componen toda la materia ordinaria.
Las familias más pesadas están hechas de partículas muy similares a las de la más ligera, excepto por ser más masivas. Los muones y los taus son primos pesados de los electrones y cada uno tiene su neutrino asociado. Colectivamente se llama leptones a los electrones, muones, taus y neutrinos.
Mientras la energía de la colisión sea suficientemente alta como para producir leptones pesados, la naturaleza no muestra preferencia por un tipo de leptón cargado respecto a cualquier otro. Este es el significado de la universalidad leptónica y la causa de que las fracciones de desintegración sean iguales para los pares electrón – positrón, muón – antimuón y tau – antitau.
Piensa ahora en los leptones eléctricamente neutros, los neutrinos. La naturaleza también los trata por igual, de modo que un Z tiene la misma probabilidad de desintegrarse en un par neutrino – antineutrino de cualquiera de las tres variedades; electrónica, muónica o tauónica.
Sin embargo, hay una diferencia entre los leptones neutros
y los cargados. Resulta que el Z tiene doble de probabilidad de desintegrarse
en un par leptón – antileptón neutro que en uno cargado.
Por eso las desintegraciones que se ven en los detectores sólo dan cuenta
de más o menos el 80% del total.