En un anillo subterráneo de 27 kilómetros de circunferencia, los protones se aceleran hasta casi la velocidad de la luz y se hacen chocar de frente. En el punto de impacto se recrean por un instante condiciones similares a las de la primera billonésima de segundo tras el nacimiento del Universo. El detector CMS, una máquina de varios pisos hecha de silicio, plomo y imanes superconductores, captura los restos de esas colisiones.
Entre los restos se buscan huellas de los bosones W y Z, las partículas que transmiten la interacción débil, responsable de que el Sol brille y de que algunos núcleos se desintegren. Se miden con una precisión de fracciones de porcentaje: con qué frecuencia se producen, bajo qué ángulos se dispersan y con qué rapidez se descomponen. Esa precisión permite detectar cualquier mínima discrepancia con la teoría, si es que existe.
La prueba más sensible es el ángulo de mezcla de las fuerzas electrodébiles. Este ángulo indica cómo se entrelazan el electromagnetismo y la interacción débil. Una desviación de una milésima de radián implicaría física nueva: partículas desconocidas o dimensiones adicionales. Por ahora todo coincide con las predicciones, pero la precisión es tal que incluso una señal débil sería detectada.
Las colisiones de protones son una herramienta tosca comparadas con los haces limpios de electrones, pero proporcionan una estadística enorme. Miles de millones de eventos permiten promediar las fluctuaciones aleatorias y extraer una señal que de otro modo se ahogaría en el ruido. Así, el colisionador se convierte en un microscopio para las leyes más fundamentales de la naturaleza.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.12961
Recent measurements of electroweak phenomena from the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment at the Large Hadron Collider are summarized. The standard model of particle physics was tested through highly precise determinations of its key electroweak parameters and through measurements of electroweak processes in proton-proton collisions at unprecedented center-of-mass energies of up to $$13.6 \, \mathrm{TeV}$$. The performance of the CMS experiment establishes its key role in the study of electroweak physics, with many measurements performed either for the first time or with the best precision at a proton-proton collider, in some cases reaching or even surpassing the precision of legacy results from lepton colliders. Recent electroweak results from the CMS experiment include: measurements of the W and Z bosons production cross sections; high-precision measurements of the forward-backward asymmetry in Drell-Yan production and of the effective leptonic electroweak mixing angle; measurements of tau lepton properties and of multiboson production and vector boson scattering rates.
La energía de colisión de los protones en el Gran Colisionador de Hadrones, de 13,6 TeV, equivale a la energía de un mosquito en vuelo, pero comprimida en un volumen un millón de billones de veces más pequeño que un grano de arena.
En la serie «Materia oscura», el colisionador se utiliza para buscar partículas que expliquen la masa oculta del Universo, igual que los experimentos reales en CMS.