Investigadores del Laboratorio Nacional Fermi, o Fermilab, en Illinois, han encontrado nueva evidencia que sugiere que una partícula subatómica llamada muón no sigue las leyes conocidas de la física.

Fermilab.

El anillo Muon g-2, en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi en Batavia, Illinois, opera a menos 450 grados Fahrenheit y estudia la oscilación de los muones a medida que viajan a través del campo magnético. Foto: Reidar Hahn/Fermilab, vía el Departamento de Energía de EE.UU.

Los muones se parecen mucho a los electrones, pero 207 veces más masivos. También tienden a desintegrarse extremadamente rápido en electrones y partículas superligeras llamadas neutrinos.

Expuesto a un campo magnético intenso al ser enviado alrededor de un anillo magnetizado de 46 pies en Fermilab, el equipo descubrió que los muones se tambaleaban de maneras totalmente impredecibles que no eran en absoluto esperadas, sorprendiendo a los investigadores.

Según el Modelo Estándar, la teoría fundamental de cómo interactúan las partículas establecida en la segunda mitad del siglo XX, estos movimientos normalmente se pueden medir y predecir con extremo detalle.

El hipódromo magnético de 50 pies requerido para el experimento en Fermilab realizó una odisea de 3.200 millas en 2013, principalmente en barcaza, por la costa este, alrededor de Florida y por el río Mississippi, luego en camión a través de Illinois. Foto: Cindy Arnold/Fermilab, vía el Departamento de Energía de EE.UU.

Es un momento decisivo para el campo de la física cuántica. Si se confirman, los resultados obtenidos por los experimentos en Fermilab podrían reescribir la forma en que entendemos las leyes fundamentales que gobiernan la física —al menos como las conocemos hoy—.

«Esta cantidad que medimos refleja las interacciones del muón con todo lo demás en el universo», dijo Renee Fatemi, física de la Universidad de Kentucky y directora del experimento, en un comunicado oficial. «Pero cuando los teóricos calculan la misma cantidad, usando todas las fuerzas y partículas conocidas en el Modelo Estándar, no obtenemos la misma respuesta».

El Laboratorio Nacional Fermi (Fermilab) es un laboratorio de física de altas energías, llamado así en honor al físico Enrico Fermi, pionero en física de partículas; se encuentra en Batavia, un municipio ubicado a unos 50 kilómetros al oeste de Chicago. Foto: Reidar Hahn/Fermilab, vía el Departamento de Energía de EE. UU.

«Esta es una fuerte evidencia de que el muón es sensible a algo que no está en nuestra mejor teoría», agregó Fatemi.

¿Pero qué fuerza de la naturaleza está causando que el muón se tambalee? Los investigadores sugieren que pueden ser fuentes de materia y energía que aún no se han entendido y que no se explican en el Modelo Estándar; en otras palabras, una quinta fuerza fundamental de la naturaleza que se agregaría a la gravedad, el electromagnetismo, así como a la fuerza de interacciones débiles entre núcleos.

Solo los primeros resultados

Los nuevos experimentos, presentados en una serie de artículos enviados a la revista Physical Review Letters, confirman los resultados anteriores encontrados durante experimentos en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en 2001.

«Después de los 20 años que han pasado desde que terminó el experimento de Brookhaven, es muy gratificante estar finalmente resolviendo este misterio», dijo en el comunicado el científico del Fermilab Chris Polly, quien trabajó en ambos experimentos.

Todavía existe la posibilidad de que las nuevas mediciones de Fermilab sean incorrectas: una probabilidad entre 40.000, para ser exactos. Eso significa que los científicos todavía no pueden afirmarlo oficialmente como un descubrimiento según los estándares de la física, tal como señala el New York Times.

Polly también dijo que hasta ahora solo se ha analizado menos del seis por ciento de los datos recopilados por los experimentos de Fermilab. «Aunque estos primeros resultados nos dicen que existe una diferencia intrigante con el Modelo Estándar, aprenderemos mucho más en los próximos años», dijo.

Aún así, los físicos de todo el mundo están encantados. «Claramente, esto es muy emocionante porque potencialmente apunta a un futuro con nuevas leyes de la física, nuevas partículas y una nueva fuerza que no hemos visto hasta la fecha», concluyó el investigador de la Universidad de Manchester y líder del experimento en el Reino Unido, Mark Lancaster.

Fuente: Futurism. Edición: MP.

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