CIENCIA

El experimento de Fermilab sugiere una nueva fuerza fundamental de la naturaleza

Los científicos que trabajan en Fermilab en Batavia, Illinois, han realizado algunos de los descubrimientos más importantes en física a lo largo de los años, incluida la existencia del quark top y la caracterización del neutrino. Ahora, el equipo que trabaja en el experimento Muon g-2 de Fermilab ha informado de una sugerente sugerencia de un nuevo tipo de física, según la BBC. Si se confirma, esta se convertiría en la quinta fuerza fundamental conocida en el universo.

Nuestro conocimiento actual de la física de partículas se llama Modelo Estándar, y sabemos que es una imagen incompleta del universo. Conceptos como el bosón de Higgs y la energía oscura no se integran completamente con el Modelo Estándar, y el Muon g-2 podría eventualmente ayudarnos a entender por qué. La clave de ese avance podría ser el comportamiento del muón, una partícula subatómica similar a un electrón. El muón tiene carga negativa, pero es mucho más masivo. Entonces, gira como un imán, que es lo que apunta a una posible nueva rama de la física.

Las raíces del experimento Muon g − 2 se remontan al trabajo realizado en el CERN a finales de la década de 1950. Sin embargo, los instrumentos disponibles en ese momento eran demasiado imprecisos para medir con precisión el “factor g” del muón, que describe su tasa de giro. El modelo estándar predice que los muones se bambolean de cierta manera, pero el acelerador magnético de 14 metros en el corazón de Muon g − 2 muestra que los muones tienen un factor g diferente. Puede que eso no suene significativo, pero incluso un pequeño “momento dipolar magnético anómalo”, como lo llaman los científicos, podría indicar que algo misterioso ha afectado a las partículas.

El imán g-2 de 600 toneladas antes de la instalación.

Actualmente conocemos cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza fuerte (cohesión nuclear) y la fuerza débil (desintegración radiactiva). Lo que sea que esté causando que los muones se comporten mal en Muon g − 2 podría ser una quinta fuerza, pero no sabemos qué es. Incluso si el equipo puede confirmar el resultado, no necesariamente sabremos qué hace esta nueva fuerza de la naturaleza además de perturbar a los muones. Esa parte requerirá mucho más trabajo. Los físicos teóricos han especulado que la nueva fuerza podría estar asociada con una partícula subatómica no descubierta como el bosón Z-prime o leptoquark.

El enfoque actual es mejorar la precisión del experimento. El nuevo resultado se informó con una confianza estadística de 4.1 sigma, lo que equivale a una probabilidad de 1 en 40,000 de que los resultados sean solo ruido estadístico. Tradicionalmente, los científicos quieren ver una confianza de 5 sigma (aproximadamente 1 en 3,5 millones) antes de llamar a algo confirmado. Esto es algo de lo que los físicos van a hablar mucho en los próximos meses.

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