InicioActualidadDescubrimiento en Física Podría Cambiar Ciencia Fundamental

Descubrimiento en Física Podría Cambiar Ciencia Fundamental

Si se confirman los hallazgos, podríamos estar ante la revelación más trascendental en el campo de la física del último siglo.

Un equipo de investigadores ubicado en las proximidades de Chicago, Estados Unidos, ha expresado que podrían estar al borde de identificar una nueva fuerza natural. Han descubierto indicios de que las partículas subatómicas llamadas muones no actúan conforme a las expectativas de la teoría física subatómica vigente.

Estos hallazgos podrían sugerir la acción de una fuerza hasta ahora desconocida sobre los muones. Será necesario recabar más información para verificar estos descubrimientos, pero de lograrse, señalaría el comienzo de un cambio revolucionario en la física.

Las fuerzas que percibimos cotidianamente se clasifican en cuatro grupos: gravedad, electromagnetismo, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte. Estas son las fuerzas esenciales que rigen la interacción entre todos los elementos y partículas del cosmos.

Experimentación con Muones

La investigación se llevó a cabo en un acelerador de partículas en Estados Unidos conocido como Fermilab, basándose en una investigación previa de 2021 de la misma instalación que sugería la posible existencia de una quinta fuerza universal.

El equipo investigador ha recopilado datos adicionales y afirma haber disminuido significativamente el margen de error: “Estamos explorando terrenos inéditos. Estamos obteniendo mediciones con una precisión sin precedentes”.

En un experimento denominado «g menos dos (g-2)», los científicos aceleraron muones alrededor de un anillo de cerca de 15 metros de diámetro a velocidades que rozan la luz, hasta mil veces.

Observaron que el comportamiento de los muones no coincide con las explicaciones del Modelo Estándar, lo cual podría deberse a la influencia de una fuerza natural inédita.

A pesar de los importantes indicios, el equipo de Fermilab aún no posee evidencia definitiva.

Validación

Los investigadores están convencidos de que obtendrán la información necesaria y que la incertidumbre teórica disminuirá en unos años lo suficiente como para alcanzar su meta.

Un grupo competidor en Europa, trabajando en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), aspira a lograr este descubrimiento primero.

Mitesh Patel, del Imperial College London, es uno de los numerosos físicos en el LHC buscando inconsistencias en el modelo estándar. Comentó a BBC News que ser los primeros en demostrar resultados experimentales que desafíen el modelo estándar marcaría uno de los logros más significativos en la historia de la física.

“Detectar un comportamiento que desafíe las predicciones del modelo estándar es como encontrar el Santo Grial en la física de partículas. Significaría el inicio de una revolución en nuestra comprensión, ya que el modelo estándar ha sido corroborado por experimentos durante más de cinco décadas”.

Desde Fermilab, se anticipa que su próxima tanda de resultados constituirá un punto de inflexión crucial entre teoría y práctica, lo que podría revelar nuevas partículas o fuerzas.

Fundamentos del Modelo Estándar

Pero, ¿en qué consiste el modelo estándar y cuál es la razón del gran interés por los hallazgos experimentales que parecen contradecirlo?

Todo lo que existe en nuestro entorno está formado por átomos, los cuales, a su vez, están compuestos por partículas aún menores. Estas partículas interactúan entre sí para generar las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: el electromagnetismo (que abarca la electricidad y el magnetismo), dos fuerzas nucleares distintas y la gravedad.

Durante medio siglo, el modelo estándar ha logrado predecir de manera precisa el comportamiento de estas partículas, sin presentar fallos.

Los muones, por ejemplo, son similares a los electrones que giran alrededor de los átomos y facilitan la electricidad, pero con una masa 200 veces mayor.

En este estudio particular, se emplearon imanes superconductores de gran potencia para alterar el movimiento de los muones.

Los resultados indicaron que los muones oscilaban más de lo previsto por el modelo estándar.

El profesor Graziano Venanzoni, de la Universidad de Liverpool y líder en esta investigación, sugirió a BBC News que este fenómeno podría deberse a una fuerza nueva y desconocida.

“Sospechamos la existencia de una fuerza adicional, algo aún por descubrir, pero de gran relevancia porque nos revelaría aspectos inéditos del universo”.

De confirmarse, este hallazgo podría constituir uno de los avances científicos más significativos de los últimos 100 años, equiparable a cuando Einstein introdujo sus teorías de la relatividad. Esto se debe a que una quinta fuerza, junto con cualquier partícula asociada, no se encuentra contemplada en el modelo estándar de la física de partículas.

Los investigadores reconocen la existencia de lo que denominan “física más allá del modelo estándar”, ya que la teoría vigente no logra explicar completamente los fenómenos observados en el cosmos.

Entre los misterios aún sin resolver se encuentra la aceleración constante en la separación de las galaxias tras el Big Bang, en lugar de una desaceleración. Los científicos atribuyen esta aceleración a una fuerza misteriosa denominada energía oscura.

Además, se ha observado que las galaxias rotan a velocidades superiores a las esperadas dada la cantidad de materia que se presume contienen. Los investigadores postulan que este comportamiento se debe a la presencia de partículas no visibles conocidas como materia oscura, las cuales no están incluidas en el modelo estándar.