Desconcierta a físicos

El universo no se está comportando como pronostican
lunes, 12 de abril de 2021 · 03:00
El universo no se está comportando como pronostican WASHINGTON (AP).— Los resultados preliminares de dos experimentos sugieren que algo estaría mal en la forma básica en que los físicos creen que funciona el universo, una perspectiva que ha causado desconcierto y emoción en el ámbito de la física de partículas. Las pequeñas partículas llamadas muones no se han comportado de acuerdo con lo previsto en dos experimentos de largo plazo en Estados Unidos y Europa. Los resultados desconcertantes —si se demuestra que son correctos— señalarían problemas en las normas que los físicos utilizan para describir y comprender el funcionamiento del universo a nivel subatómico. “Pensamos que podríamos estar nadando todo el tiempo en un mar de partículas de fondo que simplemente no han sido descubiertas directamente”, asegura Chris Polly, codirector de experimentos del laboratorio Fermilab. “Podría haber monstruos que aún no hemos imaginado surgiendo del vacío, interactuando con nuestros muones y esto nos ofrece una ventana para verlos”. Los estatutos están definidos en el Modelo Estándar, desarrollado hace 50 años. Los experimentos efectuados durante décadas afirmaban una y otra vez que sus descripciones de las partículas y fuerzas que gobiernan el universo eran bastante acertadas. Hasta ahora. “Nuevas partículas, una nueva física podrían estar justo más allá de nuestra investigación”, dice el físico de partículas Alexey Petrov, de la Universidad Estatal Wayne. “Es tentador”. Fermilab, perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos, anunció en días pasados los resultados de 8,200 millones de carreras en una pista a las afueras de Chicago que, si bien no despiertan interés en la mayoría de las personas, emocionan a los físicos: los campos magnéticos de los muones no parecen ser lo que el Modelo Estándar afirma que deberían ser. Esto ocurre después de los resultados publicados en marzo por el Gran Colisionador de Hadrones del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN por sus siglas en francés), que halló sorprendente proporción de partículas después de colisiones a alta velocidad.

Gran suceso

Si son confirmados, los resultados de Estados Unidos serían el mayor descubrimiento en el extraño mundo de las partículas subatómicas en casi 10 años, desde el hallazgo del bosón de Higgs, a menudo llamado “partícula de Dios”, asegura Aida El-Khadra, de la Universidad de Illinois y experta del equipo de física teórica en la prueba del Fermilab. El objetivo de los experimentos, apunta el físico teórico David Kaplan, de la Universidad Johns Hopkins, es separar partículas y averiguar si “hay algo extraño sucediendo” con ellas y el aparente espacio vacío en el que se encuentran. Los dos conjuntos de resultados involucran a la extraña y efímera partícula llamada muon. Éste es el primo más pesado del electrón que orbita el centro de un átomo. Pero el muon no forma parte del átomo, es inestable y normalmente solo existe dos microsegundos. Después de que lo descubrieran en los rayos cósmicos en 1936 causó tanto desconcierto entre científicos que un físico preguntó: “¿Quién ordenó eso?”. “Desde el principio ha hecho a los físicos rascarse la cabeza”, recuerda Graziano Venanzoni, físico experimental de un laboratorio italiano. Venanzoni es uno de los principales expertos del trabajo de Fermilab, llamado Muon g-2. En el experimento se liberan muones por una pista magnetizada que mantiene a las partículas existiendo el tiempo suficiente para que los investigadores las observen de cerca. Los resultados preliminares sugieren que la “rotación” magnética de los muones está 0.1% fuera de lo que predice el Modelo Estándar. La cifra quizá no parezca mucho, pero para los físicos de partículas es enorme, más que suficiente para poner en entredicho la comprensión que se tiene actualmente del fenómeno. Los investigadores necesitan otro año o dos para concluir el análisis de los resultados de todas las vueltas alrededor de la pista de 14 metros. Si los resultados no varían, contará como un gran descubrimiento, declara Venanzoni. En el acelerador de partículas más grande del mundo en el CERN los investigadores realizan colisiones entre protones para ver qué sucede después. Uno de varios experimentos de colisiones de partículas mide lo que ocurre cuando chocan las partículas llamadas quarks belleza o fondo. El Modelo Estándar pronostica que las colisiones entre quarks belleza deberían dar como resultado números iguales de electrones y muones. Es como lanzar una moneda 1,000 veces y obtener igual número de caras o cruces, explica Chris Parkes, jefe del experimento con quarks belleza en el Gran Colisionador de Hadrones.

Pero eso no sucedió.

Los investigadores examinaron los datos de varios años y miles de colisiones y encontraron una diferencia de 15%, con una cantidad significativamente mayor de electrones que de muones, dice Sheldon Stone, investigador del experimento en la Universidad de Syracuse.

En espera

A ningún trabajo se le ha declarado descubrimiento oficial porque hay una pequeña probabilidad de que los resultados sean una rareza estadística. Efectuar los experimentos más veces —planeados en ambos casos— podría, en un año o dos, alcanzar los estrictos requerimientos estadísticos para que la física los considere un descubrimiento. Si los resultados se mantienen podrían cambiar radicalmente “todos los cálculos realizados” en el mundo de la física de las partículas, señala Kaplan. “Esto no es un margen de error. Esto es algo equivocado”, agrega. Ese algo podría ser explicado por una nueva partícula o fuerza. O estos resultados podrían ser errores. “Revisamos todas nuestras conexiones de cables y hemos hecho lo que podemos para verificar nuestros datos”, apunta Stone. “Parece que tenemos la certeza, pero nunca se sabe”.

Secreto cuántico

“Los secretos no solo están en la materia. Se encuentran en algo que parece llenar todo el espacio y el tiempo. Éstos son campos cuánticos”, señala el físico teórico David Kaplan, de la Universidad Johns Hopkins. ¿Qué hay allá? “Estamos poniendo energía en el vacío y viendo qué resulta”. Gracias por participar En 2011, el extraño hallazgo de que la partícula llamada neutrino parecía viajar más rápido que la luz amenazó al Modelo Estándar, pero resultó que se debía a un problema con una conexión eléctrica en el experimento.