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El CERN halla indicios de una nueva partícula que cuestionaría la física actual



Imagen del LHCb, Large Hadron Collider beauty experiment donde se realizan los experimentos. (Image: Maximilien Brice/CERN) Imagen del LHCb, Large Hadron Collider beauty experiment donde se realizan los experimentos. (Image: Maximilien Brice/CERN)
Autor del artículo: EFE

Un equipo internacional de científicos que trabajan en el CERN, entre ellos de las universidades Autónoma de Barcelona (UAB) y de Barcelona (UB), han hallado indicios de la posible existencia de una nueva partícula desconocida hasta ahora y que, de confirmarse, cuestionaría la física actual y daría paso a una nueva física.

En varios experimentos realizados en el LHCb, “Large Hadron Collider beauty experiment“, uno de los seis detectores de partículas en funcionamiento instalados en el LHC (Large Hadron Collider) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (Cern), los físicos han observado cinco desintegraciones raras de mesones B que discrepan del Modelo Estándar.

Según informan en un comunicado el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) de la UAB, los indicios de existencia de una nueva partícula darían paso a una Nueva Física, más completa que el actual Modelo Estándar, la teoría que describe las relaciones e interacciones de las partículas que forman el Universo y que, se sabe, está incompleta.

En los próximos meses, futuras observaciones tendrán que confirmar la posible existencia de estas nuevas hipotéticas partículas, como un Z’ o un leptoquark.

En estos experimentos ha tenido un papel fundamental el profesor de la UAB e investigador del IFAE Joaquim Matias, y también han participado Javier Virto, investigador postdoctoral en el Albert Einstein Center for Fundamental Physics (Universidad de Berna); Lars Hofer, investigador postdoctoral en la UB, y Bernat Capdevila, estudiante predoctoral en la UAB y IFAE, entre otros científicos.

Las desintegraciones raras observadas en los mesones en el acelerador de partículas creando una partícula espín-1 y dos muones (partículas elementales masivas que pertenece a la segunda generación de leptones) es lo que ha ilusionado a los científicos en la posible aparición de una Nueva Física que sustituya la teoría del Modelo Estándar.

Este modelo actual de física es incapaz de explicar, por ejemplo, la existencia de materia oscura o la asimetría de materia y antimateria en el universo.

Hacia una Nueva Física

Sin embargo, el descubrimiento de una nueva partícula no se podrá demostrar científicamente hasta que las discrepancias observables con la física tradicional sean más numerosas.

Un observable es una cantidad física que puede ser medida y comparada con una predicción teórica, y en el análisis presente los científicos han calculado 30 observables que después han sido medidos en uno o en varios de los cuatro experimentos a los que han sido sometidos.

Esta investigación se inició en 2005 y no fue hasta hace dos semanas que los científicos se atrevieron a hablar de estas desviaciones encontradas en la desintegración de un mesón, que es un bosón que responde a la interacción nuclear fuerte, es decir, un hadrón con un espín entero.

Imagen del Gran Colisionador de Hadrones. Crédito: CERN

Imagen del Gran Colisionador de Hadrones. Crédito: CERN 

Lo que sí tienen claro los científicos es que hay indicios claros de que la naturaleza podría violar “la universalidad de sabor leptónico”, que es una propiedad del Modelo Estándar que trata todos los leptones de una manera democrática a nivel de las interacciones.

Esta democracia implica que se podría esperar que las medidas de dos de las partículas observables, que han denominado RK y RK+, fueran alrededor de la unidad, pero en cambio ambos han sido medidos y los valores obtenidos son alrededor de 0,75, lo que abre una nueva dirección de investigación.

Según el IFAE, el LHCb está focalizado en producir y medir una larga lista de este tipo de observables que permitirán testear la universalidad para intentar confirmar lo que se ha visto en los observables RK y RK+.

Algunos de estos nuevos observables podrían permitir separar diferentes posibilidades de Nueva Física, ya que una solución posible de esta discrepancia con las predicciones del Modelo Estándar podría ser que lo que están viendo los científicos fuera el primer indicio de una nueva partícula.

Dos de los posibles candidatos podrían ser un bosón de gauge Z’ (similar a la conocida partícula Z, pero con acoplamientos muy diferentes a las partículas) o leptoquarks, una clase genérica de partículas que permiten a los leptones y los quarks interaccionar y tienen carga de color y electricidad. 


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