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miércoles, abril 14, 2021
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Muon: la minúscula partícula que podría alterar las leyes de la física

EU.- Los resultados preliminares de dos experimentos sugieren que algo podría estar mal en la forma básica en que los físicos piensan que funciona el universo, una perspectiva que tiene al campo de la física de partículas desconcertado y emocionado. 

Unas partículas diminutas llamadas muones no están haciendo lo que se espera de ellas en dos experimentos diferentes de larga duración en Estados Unidos y Europa. Si se demuestra que los resultados son correctos, revelan problemas importantes en el libro de reglas que los físicos utilizan para describir y entender cómo funciona el universo a nivel subatómico. 

«Puede que haya monstruos que aún no hayamos imaginado»

«Creemos que podríamos estar nadando en un mar de partículas de fondo todo el tiempo que no han sido descubiertas directamente», dijo en una conferencia de prensa el codirector del experimento del Fermilab, Chris Polly. «Puede que haya monstruos que aún no hayamos imaginado y que salgan del vacío interactuando con nuestros muones, y esto nos permite verlos».

El libro de reglas, llamado Modelo Estándar, se desarrolló hace unos 50 años. Los experimentos realizados durante décadas confirmaron una y otra vez que sus descripciones de las partículas y las fuerzas que componen y gobiernan el universo eran bastante acertadas. Hasta ahora. 

Una pista de carreras gigante

El Fermilab, dependiente del Departamento de Energía de Estados Unidos, anunció el miércoles los resultados de 8.200 millones de carreras a lo largo de una pista en las afueras de Chicago. En el experimento, un acelerador llamado Sincrotrón de Gradiente Alterno creó haces de muones y los envió a un anillo de almacenamiento de 15 metros de ancho, una pista de carreras gigante controlada por imanes superconductores.

Los resultados de la pista tienen a los físicos muy preocupados: los campos magnéticos de los muones no parecen ser lo que el Modelo Estándar dice que deberían ser. Los resultados preliminares sugieren que el «giro» magnético de los muones se aleja un 0,1 % de lo que predice el Modelo Estándar. Puede que no parezca mucho, pero para los físicos de partículas es más que suficiente para poner en entredicho los conocimientos actuales.

Esto sigue a los nuevos resultados publicados el mes pasado por el Gran de Hadrones del Centro Europeo de Investigación Nuclear, que encontró una sorprendente proporción de partículas en las secuelas de las colisiones de alta velocidad.

El posible mayor hallazgo en casi 10 años

De confirmarse, los resultados estadounidenses serían el mayor hallazgo en el extraño mundo de las partículas subatómicas en casi 10 años, desde el descubrimiento del bosón de Higgs, a menudo llamado la «partícula de Dios», dijo Aida El-Khadra, de la Universidad de Illinois, que trabaja en física teórica para el experimento del Fermilab. 

El objetivo de los experimentos, explica el físico teórico de la Universidad Johns Hopkins David Kaplan, es separar las partículas y descubrir si hay «algo raro» tanto en las partículas como en el espacio aparentemente vacío entre ellas. 

«Los secretos no solo viven en la materia. Viven en algo que parece llenar todo el espacio y el tiempo. Se trata de campos cuánticos», afirma Kaplan. Estamos poniendo energía en el vacío y viendo lo que sale».

El muon

Ambos resultados se refieren a la extraña y fugaz partícula llamada muon. El muon es el primo más pesado del electrón que orbita alrededor del centro del átomo. Pero el muon no forma parte del átomo, es inestable y normalmente solo existe durante dos microsegundos. Tras su descubrimiento en los rayos cósmicos en 1936, confundió tanto a los científicos que un famoso físico se preguntó «¿Quién lo ha ordenado?». 

Los investigadores necesitan uno o dos años más para terminar de analizar los resultados de todas las vueltas alrededor de la pista de 50 pies (14 metros). Si los resultados no cambian, se considerará un descubrimiento importante, dijo Venanzoni.

Ninguno de los dos experimentos se considera todavía un descubrimiento oficial, ya que aún existe una pequeña posibilidad de que los resultados sean caprichos estadísticos. Los investigadores señalan que si se repiten los experimentos más veces (lo que está previsto en ambos casos), en uno o dos años se podrían alcanzar los requisitos estadísticos increíblemente estrictos para que la física los considere un descubrimiento. 

Si los resultados se confirman, pondrían en entredicho «todos los cálculos realizados» en el mundo de la física de partículas, dijo Kaplan.

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