Los resultados de uno de los experimentos más esperados en física de partículas ya están disponibles, y podrían estar a punto de cumplir los sueños más salvajes de todo investigador: tal vez, tal vez, podrían romper la física tal como la conocemos.
La evidencia tomada del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de Chicago parece apuntar a una minúscula partícula subatómica conocido como muón tambaleándose mucho más de lo que la teoría predice. La mejor explicación, según los físicos, es que el muón está siendo empujado por tipos de materia y energía completamente desconocidos para la física.
Si los resultados son ciertos, el descubrimiento representa un gran avance en la física de partículas de un tipo que no se había visto en 50 años, cuando se desarrolló por primera vez la teoría dominante para explicar las partículas subatómicas. La diminuta oscilación del muón ...creado por la interacción de su campo magnético intrínseco, o momento magnético, con un campo magnético externo, podría sacudir los cimientos mismos de la ciencia.
"Hoy es un día extraordinario, muy esperado no solo por nosotros sino por toda la comunidad física internacional", Graziano Venanzoni, co-portavoz del Muon experimento g-2 y físico del Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear dicho en un comunicado .
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A veces conocidos como "electrones grasos", los muones son similares a sus primos más conocidos, pero son 200 veces más pesados y radiactivamente inestables; se descomponen en meras millonésimas de segundo en electrones y partículas diminutas, fantasmales y sin carga conocidas como neutrinos . Los muones también tienen una propiedad llamada giro que, cuando se combina con su carga, los hace comportarse como si fueran pequeños imanes, haciendo que se tambaleen como pequeños giroscopios cuando se dejan caer dentro de a campo magnético .
Pero los resultados de hoy, que provienen de un experimento en el que los físicos enviaron muones zumbando alrededor de un anillo magnético superconductor, parecen mostrar que el muón se tambalea mucho más de lo debido. La única explicación, dijeron los científicos del estudio, es la existenciade partículas aún no contabilizadas por el conjunto de ecuaciones que explican todas las partículas subatómicas, llamadas modelo estándar - que se ha mantenido sin cambios desde mediados de la década de 1970. Esas partículas exóticas y las energías asociadas, según la idea, estarían empujando y tirando de los muones dentro del anillo.
Los investigadores del Fermilab están relativamente seguros de que lo que vieron el bamboleo adicional fue un fenómeno real y no una casualidad estadística. Pusieron un número a esa confianza de "4,2 sigma", que está increíblemente cerca del umbral de 5 sigma enque los físicos de partículas declaran un descubrimiento importante un resultado de 5 sigma sugeriría que hay una probabilidad de 1 entre 3,5 millones de que sucedió debido a la casualidad.
"Esta cantidad que medimos refleja las interacciones del muón con todo lo demás en el universo. Pero cuando los teóricos calculan la misma cantidad, utilizando todas las fuerzas y partículas conocidas en el Modelo estándar, no obtenemos la misma respuesta, "Renee Fatemi, física de la Universidad de Kentucky y directora de simulaciones del experimento Muon g-2, dicho en un comunicado . "Esta es una fuerte evidencia de que el muón es sensible a algo que no está en nuestra mejor teoría".
Sin embargo, un cálculo rival realizado por un grupo separado y publicado el miércoles 7 de abril en la revista Naturaleza podría privar al bamboleo de su significado. Según los cálculos de este equipo, que dan un valor mucho mayor al término más incierto en la ecuación que predice el movimiento de oscilación del muón, los resultados experimentales están totalmente en línea con las predicciones. Veinte años dela persecución de partículas podría haber sido en vano.
"Si nuestros cálculos son correctos y las nuevas medidas no cambian la historia, parece que no necesitamos ninguna física nueva para explicar el momento magnético del muón; sigue las reglas del Modelo Estándar", Zoltan Fodor, unprofesor de física en Penn State y líder del equipo de investigación que publicó el artículo de Nature dicho en un comunicado .
Pero Fodor agregó que, dado que la predicción de su grupo se basó en un cálculo totalmente diferente con supuestos muy diferentes, sus resultados estaban lejos de ser un trato hecho ". Nuestro hallazgo significa que existe una tensión entre los resultados teóricos anteriores y nuestro nuevounos. Esta discrepancia debe entenderse ", dijo." Además, los nuevos resultados experimentales podrían estar cerca de los antiguos o más cercanos a los cálculos teóricos anteriores. Tenemos muchos años de emoción por delante ".
En esencia, los físicos no podrán decir de manera concluyente si las partículas nuevas están tirando de sus muones hasta que puedan acordar exactamente cómo las 17 partículas existentes del Modelo Estándar interactúan también con los muones. Hasta que una teoría gane, la física quedatambaleándose en el equilibrio.
Publicado originalmente en Rhythm89.