- Una partícula subatómica llamada muón oscila mucho más de lo que pueden explicar los principales modelos físicos.
- Su inusual comportamiento podría ser la prueba de una quinta fuerza de la naturaleza o de una nueva dimensión.
- Los científicos observaron el fenómeno en 2001, 2021 y de nuevo este año. Lo más probable es que no se trate de una casualidad.
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Físicos del Laboratorio Nacional estadounidense de Aceleradores Fermi han encontrado más pruebas de que una partícula subatómica se comporta de forma inesperada. Y la razón podría ser la evidencia de una nueva quinta fuerza de la naturaleza.
Actualmente se conocen cuatro fuerzas de la naturaleza: la gravitatoria, la electromagnética y las fuerzas nucleares fuerte y débil. Estas ayudan a describir cómo funciona el universo.
Pero aún hay maravillas cósmicas que el ser humano no comprende; son misterios que el descubrimiento de una quinta fuerza de la naturaleza podría ayudar a resolver.
El magnífico muón y su inusual oscilación
En 2021, los físicos que utilizaban el experimentoMuon g-2 en el Fermilab se dieron cuenta de que cierto tipo de partícula subatómica, llamada muón, oscilaba más de lo esperado.
Científicos del Laboratorio de Brookhaven habían observado un fenómeno similar 20 años antes, en 2001; sin embargo, este comportamiento inusual ha permanecido inexplicado, desconcertando a los físicos durante más de 2 décadas.
Los muones son similares a los electrones —las diminutas partículas que revolotean alrededor de los núcleos atómicos—, pero son 200 veces más masivos. De ahí su apodo, «electrones gordos» —fat electrons en inglés—.
Pueden penetrar en los objetos como los rayos X y se han utilizado para descubrir una cámara oculta en la Gran Pirámide de Egipto y asomarse al interior de las entrañas de los volcanes.
Ahora, podrían ayudar a los físicos a descubrir una nueva fuerza de la naturaleza.
«Al igual que los electrones, los muones tienen un pequeño imán interno que, en presencia de un campo magnético, se mueve como el eje de una peonza», explica el Fermilab en un comunicado de prensa.
Para estudiar estos muones, los físicos los dispararon dentro de un anillo magnético superconductor y midieron cómo se comportaban mientras daban miles de vueltas a una velocidad cercana a la de la luz.
Lo que observaron fue que los muones se bamboleaban mucho más de lo que podía predecirse con el Modelo Estándar de Física de Partículas, una guía matemática que los físicos han utilizado durante los últimos 50 años para explicar y comprender el reino subatómico.
La partícula que podría demostrar una quinta fuerza de la naturaleza
Si las ecuaciones establecidas por el Modelo Estándar no pueden explicar el inusual movimiento del muón, los físicos se verán obligados a buscar otras explicaciones.
Una posible explicación es que el comportamiento de los muones esté dictado por una quinta fuerza de la naturaleza. Otras podrían ser la presencia de una nueva partícula exótica, la existencia de una nueva dimensión u otra propiedad espacio-temporal desconocida, sugiere LiveScience.
«Estamos explorando un nuevo territorio», declaró Brendan Casey, físico jefe del Fermilab, en el comunicado de prensa del laboratorio. «Estamos determinando el momento magnético del muón con una precisión mejor de la que se había visto nunca».
Dicho esto, hay 2 formas de utilizar el Modelo Estándar para describir la oscilación del muón, y ofrecen resultados contradictorios, según LiveScience.
Una manera con la que los científicos esperan resolver la discrepancia es con mediciones más precisas. Por eso, los físicos del Fermilab recopilaron esta vez 4 veces más datos que en en 2021, lo que les permitió reducir la incertidumbre experimental en un factor de 2.
«Esperamos otro factor de 2 en la precisión cuando terminemos» de analizar los últimos 3 años de datos, comenta Graziano Venanzoni, coportavoz del experimento Muon g-2 en Fermilab.
Si los resultados revelan la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza, podrían ayudar a explicar algunos de los mayores interrogantes de la ciencia, entre ellos: ¿De qué está hecha la materia oscura? ¿Qué es la energía oscura? ¿Y por qué el universo contiene mucha más materia que antimateria?
Los científicos son conscientes de que quizá tengan que ir más allá de los confines del Modelo Estándar para responder a estas preguntas. Misterios como el movimiento del muón son miguitas de pan que conducen a lo que podría ser la próxima revolución de la física.
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