El descubrimiento de un acelerador de megapartículas podría allanar el camino para una «nueva era de la física»

Los físicos que trabajan en el acelerador de partículas más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones, han descubierto una posible falla en una teoría que explica el comportamiento de los componentes básicos del Universo, el nombre que se le da a las micropartículas incluso más pequeñas que los átomos.

La teoría, conocida como Modelo Estándar, es la mejor respuesta que la humanidad aún tiene que explicar cómo funciona el mundo que nos rodea en una escala precisa.

Pero sabemos desde hace algún tiempo que el Modelo Estándar es solo el punto de partida para una comprensión más completa del cosmos.

Lo nuevo es que la evidencia del comportamiento inesperado de una partícula subatómica llamada quark bottom puede revelar grietas en los cimientos de esta teoría que ha existido durante décadas.

Los hallazgos surgieron de datos recopilados por investigadores que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones. El colisionador es una máquina gigante construida en un túnel circular de 27 km bajo la frontera franco-suiza.

Aplasta haces de partículas de protones para sondear los límites de la física tal como la conocemos.

El misterioso comportamiento del quark inferior podría ser el resultado de una partícula subatómica aún desconocida. Ejercería una fuerza inesperada para los científicos.

Pero los físicos enfatizan que se necesitan más análisis y datos para confirmar los resultados. Mitesh Patel, del Imperial College de Londres, mostró la importancia de la discusión para la comunidad científica en una entrevista con BBC News.

«Estábamos temblando cuando vimos los resultados por primera vez, estábamos tan emocionados. Nuestros corazones latían más rápido», dijo.

«Es demasiado pronto para saber si esto es realmente una desviación del modelo estándar, pero las posibles implicaciones son tales que estos resultados son lo más emocionante que he tenido en 20 años en el campo. Ha sido un largo viaje para llegar aquí . «

Según la ciencia, las partículas conocidas como los componentes básicos de nuestro mundo son incluso más pequeñas que el átomo.

Algunas de estas partículas subatómicas, a su vez, están formadas por componentes aún más pequeños, mientras que otras no se pueden dividir en partes más pequeñas. Estos se llaman partículas fundamentales.

El Modelo Estándar describe todas las partículas fundamentales conocidas que componen el Universo, así como las fuerzas con las que interactúan.

Pero no puede explicar algunos de los mayores misterios de la física moderna, como lo que se llama «materia oscura» o la naturaleza de la gravedad. Entonces, los físicos ya saben que el Modelo Estándar eventualmente tendrá que ser reemplazado por ideas más avanzadas.

El Gran Colisionador de Hadrones fue diseñado para comprender la física más allá del Modelo Estándar.

Estas partículas subatómicas llamadas «quarks inferiores» son producidas por el acelerador y normalmente no se encuentran en la naturaleza. Pasan por un proceso conocido como desintegración, en el que una partícula se convierte en varias más pequeñas.

Según el Modelo Estándar, los quarks inferiores deben descomponerse en un número igual de partículas de electrones y muones (una partícula elemental similar a un electrón).

En cambio, sin embargo, el proceso produce más electrones que muones.

Una posible explicación es que una partícula aún desconocida conocida como leptoquark está involucrada en el proceso de desintegración y facilita la producción de electrones.

Paula Alvarez Cartelle de la Universidad de Cambridge fue una de las líderes científicas detrás del descubrimiento.

Ella comentó: «Este nuevo resultado ofrece pistas tentadoras sobre la presencia de una nueva partícula o fuerza terrestre que interactúa de manera diferente con estas partículas».

«Cuantos más datos tengamos, más sólido será este resultado. Esta métrica es la más significativa de una serie de resultados descubiertos con el acelerador durante la última década que parecen ser consistentes. Juntos, pueden indicar una explicación común».

Sin embargo, el científico es cauteloso.

«Los resultados no cambiaron, pero sus incertidumbres disminuyeron, aumentando nuestra capacidad para ver posibles diferencias con el Modelo Estándar».

En física de partículas, el estándar de oro para un descubrimiento es un nivel llamado cinco sigma, en el que hay una probabilidad entre 3,5 millones de que el resultado sea pura casualidad. La medida del acelerador es tres sigma, lo que significa que hay una probabilidad entre mil de que la medida sea una coincidencia estadística.

Así que la gente no debería tener demasiada prisa con estos resultados, según el líder del equipo, el profesor Chris Parkes de la Universidad de Manchester.

«Podemos estar en el camino hacia una nueva era de la física, pero si lo estamos, todavía estamos relativamente temprano en ese camino en este punto. Hemos visto resultados de esta importancia ir y venir, así que debemos tener cuidado», dijo. dijo.

Pero si esto se confirma con más análisis y datos cuando se reinicie el Gran Colisionador el próximo año, podría ser uno de los mayores descubrimientos recientes en física, según Konstantinos Petridis de la Universidad de Bristol.

«El descubrimiento de una nueva fuerza en la naturaleza es el santo grial de la física de partículas. Nuestra comprensión actual de los componentes del Universo es notablemente inadecuada: no sabemos de qué está hecho el 95% del Universo o por qué hay un desequilibrio entre materia y antimateria «.

Los resultados se presentaron para su publicación en Nature Physics.

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