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Las fuerzas de la f??sica est??n en juego en cada momento de nuestras vidas, incluso en cosas tan sencillas como pegar un im??n en la nevera o lanzar una pelota de baloncesto.
Todas las fuerzas que experimentamos a diario se pueden reducir a solo cuatro categor??as: gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza d??bil.
Estas cuatro fuerzas fundamentales determinan la manera en que todos los objetos y part??culas del universo interact??an entre s??.
En un nuevo experimento, sin embargo, un grupo de f??sicos afirma haber encontrado posibles se??ales de una??quinta fuerza fundamental??de la naturaleza
El hallazgo se logr?? en el Fermilab, un laboratorio de aceleraci??n de part??culas del Departamento de Energ??a de Estados Unidos, ubicado en la ciudad de Batavia, Illinois
El experimento se llam?? Muon g-2, porque analiz?? el comportamiento de los muones, que son part??culas subat??micas que solo existen durante unas breves fracciones de segundo.
Los resultados del experimento “proporciona una fuerte evidencia de la existencia de una part??cula subat??mica, o una nueva fuerza que a??n no ha sido descubierta”, seg??n comunic?? el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnolog??a del Reino Unido (STFC).
El hallazgo se suma una serie de resultados prometedores de experimentos de f??sica de part??culas en EE.UU., Jap??n y, m??s recientemente, en el Gran Colisionador de Hadrones en la frontera suizo-francesa.
Los resultados del experimento Muon g-2, sin embargo, no son 100% concluyentes. Existe una probabilidad de 1 entre 40.000 de que el resultado haya sido solo una casualidad estad??stica.
En t??rminos t??cnicos, esa probabilidad equivale a un nivel de precisi??n de 4,1 sigma. Para que los resultados de un experimento de este tipo puedan considerarse realmente un descubrimiento, se requiere una calificaci??n de 5 sigma, es decir, una probabilidad de 1 entre 3,5 millones de que el resultado haya sido una coincidencia.
El hallazgo del Fermilab desaf??a el Modelo Est??ndar, la teor??a ampliamente aceptada que explica c??mo se comportan las part??culas fundamentales que componen el universo.
“Hemos descubierto que la interacci??n de los muones no es acorde con el Modelo Est??ndar“, dijo Mark Lancaster, profesor de F??sica de Part??culas en la Universidad de Manchester y uno de los l??deres de la investigaci??n.
“Esto es muy emocionante porque posiblemente apunta a un futuro con nuevas leyes de la f??sica, nuevas part??culas y una nueva fuerza que no hemos visto hasta la fecha”.
Por su parte Ben Allanach, profesor de F??sica Te??rica en la Universidad de Cambridge, quien no estuvo involucrado en la investigaci??n, tambi??n se mostr?? entusiasmado con el anuncio de Fermilab.
“Durante toda mi carrera he estado buscando fuerzas y part??culas m??s all?? de lo que ya conocemos. Este es el momento que he estado esperando, no duermo mucho porque estoy demasiado emocionado“, dijo Allanach.
“Mi sentido ar??cnido me dice que esto va a ser real”.
Los muones
El Fermilab se dedica a buscar se??ales de nuevos fen??menos f??sicos mediante el estudio de los muones, part??culas subat??micas similares a los electrones, pero 200 veces m??s pesados.
Y no pueden descomponerse en part??culas m??s peque??as, por eso se les llaman part??culas fundamentales.
El experimento Muon g-2 consisti?? en lanzar muones dentro de un acelerador en forma de anillo al que se le aplica un campo magn??tico.
Seg??n las leyes de la f??sica del Modelo Est??ndar, lo que deber??a haber ocurrido es que los muones se tambalearan a una cierta velocidad.
Lo que los investigadores observaron, en cambio, fue que los muones se tambalearon a un ritmo m??s r??pido de los esperado.
Su conclusi??n es que esto podr??a deberse a una fuerza de la naturaleza completamente nueva para la ciencia.
En sus modelos te??ricos, el profesor Allanach ha sugerido varios nombres para esa posible quinta fuerza.
Algunos de ellos son “la fuerza del sabor“, la “hiperfuerza de la tercera familia“, o la m??s prosaica de todas: la “B menos L2“.
A??n nadie sabe c??mo qu?? hace esta posible fuerza, m??s all?? de influir en los muones.
Los f??sicos te??ricos creen que el fen??meno tambi??n podr??a estar asociado con una part??cula subat??mica a??n no descubierta.
En marzo, un experimento en el Gran Colisionador de Hadrones mostr?? resultados que podr??an apuntar a la existencia de una nueva part??cula y una nueva fuerza.
“Hay una carrera en marcha para que alguno de estos experimentos logre la prueba de que esto es algo realmente nuevo”, dice Mitesh Patel, experto en f??sica de part??culas en el Imperial College London.
“Eso requerir?? m??s datos y m??s mediciones y, con suerte, mostrar?? evidencia de que estos efectos son reales “.
??Una quinta fuerza?
Las dos fuerzas m??s conocidas son la gravedad y el electromagnetismo.
La gravedad, es lo que hace que los objetos caigan al suelo, y que parezca que los objetos m??s pesados estuvieran pegados al piso.
El electromagnetismo, como su nombre lo indica, es responsable de la electricidad y el magnetismo.
Las menos conocidas son la fuerza fuerte y la fuerte d??bil, ambas determinan el comportamiento de las part??culas subat??micas.
La fuerza fuerte es la m??s poderosa de todas, trillones y trillones de veces m??s fuerte que la gravedad, y es la que mantiene unidas las part??culas fundamentales de la materia para que puedan formar otras part??culas.
La fuerza d??bil, por su parte, est?? relacionada con el decaimiento de una part??cula subat??mica que se convierte en otro tipo de part??cula.
Una quinta fuerza fundamental podr??a ayudar a explicar algunos de los grandes enigmas del universo que han intrigado a los cient??ficos en las ??ltimas d??cadas.
Por ejemplo, la observaci??n de que la expansi??n del universo se estaba acelerando se atribuy?? a un fen??meno misterioso conocido como energ??a oscura. Pero algunos investigadores han sugerido que podr??a ser evidencia de una quinta fuerza.
“Es bastante alucinante. Tiene el potencial de cambiar la f??sica“, dijo la doctora Maggie Aderin-Pocock, copresentadora del programa Sky at Night de la BBC.
“Tenemos una serie de misterios que siguen sin resolverse. Y esto podr??a darnos las respuestas clave para resolverlos”.
BBC News
