0
0
Los f??sicos han descubierto una potencial falla en una teor??a que explica c??mo se comportan los componentes b??sicos del Universo.
El Modelo Est??ndar (ME) es actualmente la mejor teor??a que sirve para explicar la manera en que funciona el mundo a nuestro alrededor.
Pero tambi??n sabemos desde hace alg??n tiempo que el ME es solo un escal??n para una comprensi??n m??s completa del cosmos.
Ahora, un aparente comportamiento inexplicable de una part??cula subat??mica llamada en ingl??s “beauty quark” o “bottom quark” (quark fondo, en espa??ol) ha expuesto las grietas en las bases de esta teor??a.
Los hallazgos surgieron de una recolecci??n de datos que hicieron los investigadores que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en ingl??s), ubicado en las instalaciones de Organizaci??n Europea para la Investigaci??n Nuclear (CERN, por sus siglas en franc??s), en Suiza
El LHC es una estructura gigantesca con forma de t??nel circular que est?? ubicada bajo tierra en la frontera entre Suiza y Francia, por la que viajan part??culas de protones, que chocan entre ellas para sondear los l??mites de la f??sica tal como la conocemos.
El comportamiento misterioso del “beauty quark” que ahora registraron los cient??ficos podr??a ser el resultado de la intervenci??n de una part??cula subat??mica no descubierta a??n y que podr??a ser, de acuerdo con los expertos, una “nueva fuerza de la naturaleza”.
Pero los f??sicos que entregaron los datos tambi??n se??alaron que necesitan m??s informaci??n para confirmar los resultados.
“En realidad est??bamos temblando cuando miramos los resultados por primera vez, est??bamos tan emocionados. Nuestros corazones comenzaron a latir m??s r??pido”, le dijo a la BBC Mitesh Patel, investigador del Imperial College de Londres, quien trabaja en el LHC.
“Es demasiado pronto para decir si esto realmente es una desviaci??n del ME, pero las posibles implicaciones son tales que estos resultados son lo m??s emocionante que he hecho en 20 a??os. Ha sido un largo viaje hasta llegar aqu??”, agreg??.
En el modo en que est?? construido nuestro mundo, existen bloques fundacionales que son incluso m??s peque??os que el ??tomo.
Algunas de esas part??culas subat??micas est??n hechas de materiales a??n m??s peque??os, mientras que otras no se pueden dividir y convertirse en otra cosa. A estas ??ltimas se las conoce como las part??culas elementales.
El ME describe todas las part??culas elementales que constituyen el Universo, adem??s de las fuerzas que interact??an en ??l.
Pero lo que no puede explicar son algunos de los grandes misterios de la f??sica moderna, como la materia oscura o la naturaleza de la gravedad.
Los f??sicos saben que este modelo debe ser reemplazado por uno m??s avanzado.
Cu??l es el proceso
El LHC fue construido para describir c??mo funciona la f??sica m??s all?? del ME. Entonces, si los resultados del LHC se confirman, estos representar??an un descubrimiento muy importante.
Ahora, el LHC produce estas part??culas subat??micas que los cient??ficos han llamado “beauty quarks”, que no se encuentran usualmente en la naturaleza pero s?? se pueden ver en el LHC.
Estas part??culas subat??micas se someten a un proceso conocido como desintegraci??n, en el que una part??cula se transforma en varias, que a su vez son menos masivas.
De acuerdo al ME, estos quarks deber??an desintegrarse en un n??mero equivalente de electrones y part??culas de muones.
Pero en vez de eso, el proceso de desintegraci??n dentro de este laboratorio ha dejado m??s electrones que muones.
Una explicaci??n plausible es que una part??cula a??n no descubierta (s??lo descrita en la f??sica te??rica) y conocida como leptoquark estar??a involucrada en el proceso, lo que explicar??a que se produjeran electrones con mayor facilidad.
Una de las cient??ficas l??deres de este proyecto, Paula ??lvarez Cartelle, de la Universidad de Cambridge, se??al?? que “este nuevo resultado ofrece indicios de la presencia de una nueva part??cula o fuerza fundamental que interact??a de manera diferente con estas part??culas”.
“Cuanta m??s informaci??n tenemos, m??s s??lido se ha vuelto este resultado. Esta medici??n es la m??s significativa de una serie de resultados del LHC de la ??ltima d??cada que parecen coincidir, y todos apuntar??an hacia una explicaci??n com??n”, agreg?? ??lvarez Cartelle.
La cient??fica se??ala que los resultados de las investigaciones no han cambiado, pero que las incertidumbres sobre el tema se han reducido, “aumentando nuestra capacidad para ver posibles diferencias con el Modelo Est??ndar”.
Part??culas diminutas
En la f??sica de part??culas, el est??ndar de oro para un descubrimiento es el nivel de cinco veces la desviaci??n t??pica, en el que hay una probabilidad entre 3,5 millones de que los resultados sean solo una casualidad.
La medida que tiene ahora el LHC sobre este tema es de tres veces la desviaci??n t??pica, lo que significa que hay una probabilidad en 1.000 de que los resultados sean una coincidencia estad??stica.
Por eso, se??alan los investigadores, debemos esperar antes de sacar conclusiones.
“Puede que estemos en el camino hacia una nueva era de la f??sica, pero si lo estamos, todav??a es relativamente temprano en ese camino en este punto. Ya antes hemos visto resultados de esta importancia ir y venir, as?? que debemos ser cautelosos adem??s de mostrarnos emocionados”, le dijo a la BBC Chris Parkes, de la Universidad de Manchester.
Pero si se confirma con m??s an??lisis y datos cuando el LHC se reinicie el pr??ximo a??o, podr??amos estar frente a uno de los mayores descubrimientos recientes en f??sica, seg??n Konstantinos Petridis, f??sico de la Universidad de Bristol.
“El descubrimiento de una nueva fuerza en la naturaleza es el santo grial de la f??sica de part??culas. Nuestro conocimiento actual de los componentes del Universo es notablemente limitado: no sabemos de qu?? est?? hecho el 95% del Universo o por qu?? hay un desequilibrio entre materia y antimateria”, anot??.
Los resultados se han presentado para su publicaci??n en la revista Nature Physics.
BBC News
