Muon g-2: ¿descubriendo una nueva fuerza fundamental?
Publicado : 16 abril de 2021
Los muones -partículas subatómicas- no se comportarían como lo predice el modelo estándar, permitiendo concluir o un nuevo tipo de interacción (fuerza) o una nueva partícula que no ha sido considerada con anterioridad.
«Lo que busca el modelo estándar es dar la explicación de cómo está formada cualquier cosa en el universo, y para ello necesita saber cuáles son las bases fundamentales, digamos los ladrillos, y como interactúan entre ellos, las fuerzas o el cemento que une a esos ladrillos» explica Vicente Salinas, del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Universidad Autónoma de Chile.
Existen cuatro fuerzas o interacciones fundamentales consideradas en física: nuclear fuerte; electromagnética; nuclear débil y gravitatoria. Todo lo que sucede es debido a la actuación de una o varias de estas fuerzas que se diferencian unas de otras porque cada una implica el intercambio de un tipo diferente de partícula, denominada partícula de intercambio o intermediaria.
Dentro de los átomos existen partículas subatómicas que primero fueron teorizadas y luego encontradas por medio de experimentos con aceleradores de partículas. Existe del orden de una centena de ellas, las cuales de clasifican en función de sus propiedades.
«Todo lo que conocemos, desde estrellas hasta la silla en la que te sientas, estaría formado por el cemento (fuerzas) que une a los ladrillos (partículas). Hasta ahora se consideran a las partículas fundamentales -no hay nada más pequeño que ellas- a los leptones, quarkz y partículas de campo, las que pueden ser calificadas en ferminones o bosones dependiendo de su número de espin» explica Vicente Salinas, quien también participa en el Grupo CERE.
Hasta ahora, ya que recientemente se dieron a conocer los resultados preliminares del Muon g-2, situado en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi en Illinois, estudia las interacciones del muon -una partícula de carga negativa, como el electrón, pero con una masa 200 veces más grande- al ser disparado a través de un intenso campo magnético.
«Con este descubrimiento es muy posible que cambie la interpretación física que conocemos hoy, es decir, que el modelo estándar ya no sería capaz de describir todo en el universo, y peor aún, podría ser que la descripción que teníamos hasta ahora ¡estuviera equivocada!» señala Sebastián Michea, también del Instituto.
Sin duda es un experimento histórico. El desfase entre las predicciones del modelo y el comportamiento de la partícula indica que el universo podría contener partículas y fuerzas desconocidas que están fuera de nuestra comprensión actual.
Aunque hay aún mucho camino por recorrer, «lo primero es que no se sabe si realmente existe esta quinta fuerza y sobre cómo puede afectar al resto de la materia, ya que solo se ha visto su efecto sobre los mounes» complementa el investigador y agrega «otra posibilidad es que los resultados pueden estar asociados con una partícula subatómica aún no descubierta».
El siguiente paso es replicar los resultados. Los hallazgos del Fermilab se basan en la primera ejecución del experimento, que terminó a mediados de 2018. Actualmente, el equipo está analizando otras dos series de datos. Si estos datos son similares a los del primer experimento, podrían bastar para convertir la anomalía en un descubrimiento en toda regla a finales de 2023.