La física moderna hoy en día requiere de instrumentos por demás sofisticadísimos amén de muy, pero muy costosos, para desarrollar sus experimentos. El Colisionador de Hadrones, el CERN, que se encuentra en Suiza en un proyecto auspiciado por muchos países, ha estado haciendo una serie de experimentos que han dado resultados por demás inesperados, lo que podría ser la puerta para una serie de nuevas partículas.
Conceptualmente la física de partículas es simple: se trata de disparar rayos de partículas y hacerlas que choquen contra otras para ver qué dan como resultado. Lo que se encuentra muchas veces sirve para mostrar la validez de la teoría actual o bien algo que no se esperaba y que se desvía claramente de la teoría conocida. Estos resultados podrían llevar a probar que hay nuevas partículas aunque desde luego, todos estos datos tienen que ser confirmados y validados por más experimentos.
Ahora en el Gran Colisionador de Hadrones se han encontrado nuevos resultados a experimentos de colisión de partículas. Estos nuevos datos discrepan de lo que se hubiese esperado. Los físicos están ciertamente emocionados pero mantienen la calma, porque lo que se encontró podría ser analizado de forma incorrecta y es mejor andarse con pies de plomo antes de soltar un resultado espectacular. Sin embargo, si los nuevos datos de los experimentos se mantienen, entonces esto podría ser la implicación de nuevas partículas en el universo de partículas subatómicas, que parece no tener fin.
Al contrario del año pasado en donde una pequeña señal podría haber sido algo nuevo cuando fue realmente un problema estadístico, estos nuevos resultados están viendo que lo que se está observando no es un error de la metodología o simplemente un problema con las mediciones hechas (que evidentemente también es una fuente de errores). Esta vez parece que hay algo más.
Si los datos demuestran que hay nuevos descubrimientos, “esto podría implicar la existencia de un nuevo tipo de partículas o bien una física que aún desconocemos”, dice Vincenzo Vagnoni. “Esta es una forma de develar la existencia de una nueva familia de partículas”, indicó.
Los experimentos ahora se centran en las propiedades y decaimiento del bosón B, que es una combinación especial de dos quarks conteniendo versiones de antimateria en el quark de fondo y la versión de materia para los otros tipos de quarks. Se sabe que el mesón B cae rápidamente en una colección de otras partículas y en la nueva investigación los científicos buscan ver qué pasa con el mesón B, el B0, decayendo en una partícula llamada kaon, así como en un par de electrones y un par de muones. Si no ha entendido nada de esto no se preocupe. Los físicos también están azorados de todas estas partículas que han surgido con los años de experimentación.
Lo que hay que entender en el fondo es que cuando el mesón B0 decae, lo debe hacer en cantidades iguales de acuerdo con el modelo estándar en donde aparecen partículas virtuales que después desaparecen en el decaimiento. Los físicos creen haber reportado que hay un problema entre lo que se espera en el decaimiento del mesón B0 y lo que ocurre. Esto provocaría algo que llaman “universalidad del leptón”, lo que implicaría la presencia de partículas nunca antes observadas.
Sin embargo, bien pudiese tratarse de un problema experimental, pues la diferencia observada es de 2.2 a 2.5 de desviación estándar, lo que le llaman los físicos “sigma”. Esto significa que no hay suficiente información para decir que hay algo nuevo en el mundo de las partículas. Los físicos requieren de signa 5 o 1 en 3.7 millones de oportunidades para que ocurra esta diferencia por error. La única manera de incrementar el valor de sigma es recolectando más datos, lo que busca finalmente decrementar la chance de que el resultado fuese obra del azar.
Hay que ser precavidos porque el sigma 3.6 del año pasado no representó nada nuevo al final de cuentas y hubo mucha decepción pues se pensaba que estaban en el colisionador cerca de ver partículas nunca antes observadas ni imaginadas.
En caso de que estas partículas nuevas existan, no serían como el protón o electrón, sino que se definirían como partículas virtuales que brevemente harían su aparición y desaparecerían como parte de la reacción al decae una partícula lo cual no se puede detectar directamente. Ya se sabe que existen -al menos teóricamente- partículas virtuales pero aquí podría ser diferente, pues la partícula virtual que saliera podría ser diferente dependiendo del tipo de decaimiento que se produjese.
Vagnoni concluye:
“Déjeme decirle una vez más que no tenemos una desviación estadística suficiente para decir que hay un nuevo descubrimiento. Simplemente tenemos cierta evidencia de que algo podría estar mal con el modelo estándar pero sin duda necesitamos más estadística para establecer definitivamente que esto no es una fluctuación estadística fuera de lugar”.
Referencias: Gizmodo