El descubrimiento por megaacelerador de partículas conducirá a una ‘nueva era de la física’

Los físicos que trabajan en la colisión del Gran Hadrón, el acelerador de partículas más grande del mundo, han descubierto una posible falla en una teoría, que explica cómo funcionan los bloques de construcción del universo, un nombre que se le da a las partículas más pequeñas que los átomos.

Esta teoría, conocida como modelo estándar, es de lejos la mejor respuesta que la humanidad ha tenido para explicar las funciones del mundo que nos rodea en una escala precisa.

Pero sabemos desde hace algún tiempo que el modelo estándar es el punto de partida para una comprensión completa del universo.

La novedad es que la evidencia del comportamiento inesperado de una subpartícula llamada fondo de quark puede exponer grietas en los cimientos de esta teoría que han existido durante décadas.

Estos hallazgos provienen de datos recopilados por investigadores que trabajan en la colisión del Gran Hadrón. Conflict es una máquina gigante construida en un túnel circular de 27 km en la frontera franco-suiza.

Rompe los haces de partículas de protones para buscar los límites de la física tal como la conocemos.

El misterioso comportamiento del quark base puede ser el resultado de partículas subatómicas no detectadas. Ejercerá una fuerza inesperada por parte de los científicos.

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

“Cuando vimos los resultados por primera vez estábamos temblando, estábamos tan emocionados, nuestros corazones latían tan rápido”, dijo.

«Es muy rápido decir si realmente se apartó del modelo estándar, pero las posibles implicaciones son que estos resultados son lo más sorprendente que he obtenido en este campo en 20 años. Es un largo viaje aquí».

Según la ciencia, los llamados bloques de construcción de nuestro mundo son más pequeños que los átomos.

Algunas de estas subunidades están formadas por componentes pequeños, mientras que otras no se pueden dividir en partes más pequeñas. Estos últimos se denominan partículas elementales.

El modelo estándar describe todas las partículas elementales conocidas que componen el universo y las fuerzas con las que interactúan.

Pero no puede explicar parte de la llamada «materia oscura» en la física moderna o algunos de los grandes misterios de la gravedad. Por lo tanto, los físicos ya saben que el modelo estándar tendrá que ser reemplazado en algún momento por ideas más avanzadas.

El Gran Conflicto de Hadrones se creó para comprender la física más allá del modelo estándar.

Estas partículas, llamadas «quarks inferiores», son producidas por el acelerador, que no se encuentra comúnmente en la naturaleza. Pasan por un proceso llamado descomposición, en el que una partícula se transforma en muchas más pequeñas.

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

Sin embargo, en cambio, este proceso produce más electrones que miones.

Una posible explicación es que una partícula no detectada, llamada leptoquark, está involucrada en el proceso de descomposición y facilita la producción de electrones.

Paula Alvarez Cordelle de la Universidad de Cambridge fue una de las líderes científicas detrás de este descubrimiento.

Dijo: «Este nuevo resultado indicará la existencia de una nueva partícula o elemento que interactúa de manera diferente con estas partículas».

«Cuantos más datos tenemos, más sólido se vuelve este resultado. Esta medición es uno de los resultados continuos más importantes encontrados por Accelerator durante la última década y parecen haber estado alineados. Juntos, pueden apuntar a una explicación común. «

Sin embargo, el científico es cauteloso.

«Los resultados no han cambiado, pero sus incertidumbres han disminuido, lo que aumentará la capacidad de ver posibles diferencias con el modelo estándar».

En física de partículas, el estándar de oro para una invención es un nivel llamado cinco sigma, con una probabilidad de 3,5 millones, lo que resulta en una única posibilidad. La medición del acelerador es tres sigma, es decir, hay una probabilidad de aproximadamente uno entre mil de que la medición sea una coincidencia estadística.

Por lo tanto, la gente no debe apresurarse a realizar estos descubrimientos, dijo el profesor Chris Parks, presidente del comité de la Universidad de Manchester.

«Puede que estemos en el camino hacia una nueva era de la física, pero si lo estamos, todavía estamos relativamente al comienzo de ese camino en este punto. Ya hemos visto venir los resultados de este énfasis, así que debemos tener cuidado ,» él dijo.

Si se confirma con más análisis y datos cuando se reanude el Gran Colisionador el próximo año, podría ser uno de los últimos descubrimientos importantes en física, dice Constantinos Petridis de la Universidad de Bristol.

«Descubrir una nueva fuerza en la naturaleza es el santo grial de la física de partículas. Nuestra comprensión actual de los elementos del universo es notablemente inadecuada: el 95% del universo está formado por lo que no sabemos o por qué hay un desequilibrio entre la materia y la antimateria «.

Los resultados se presentaron para su publicación en Natural Physics.

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