La física sabe que hay cuatro fuerzas básicas: la interacción nuclear fuerte y débil, el electromagnetismo y la gravedad. Y a partir de estas fuerzas se ha construido el edificio de la física. Sin embargo, parece ser que hay una quinta fuerza elemental y si se confirma mediante más experimentos, el descubrimiento de esta quinta fuerza podría cambiar completamente nuestro entendimiento del universo, dice el profesor de física y astronomía, Jonathan Feng.
Hay ciertos nuevos hallazgos que indican que el posible descubrimiento de una partícula subatómica antes no conocida, podría ser la evidencia de una quinta fuerza fundamental de la Naturaleza, de acuerdo a un artículo publicado en el Physical Review Letters, cuyos autores son científicos de la Universidad de California, en Irvine.
“Si es cierto, es revolucionario. Por décadas hemos conocido cuatro fuerzas fundamentales, la gravitación, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares débiles y fuertes . Si los experimentos posteriores confirman el resultado, el descubrimiento podría tener notables consecuencias en la unificación de fuerzas y en la materia oscura”, indica Feng.
Los investigadores de la Universidad de California hallaron en un estudio a mediados del 2015, de los físicos nucleares experimentales de la Academia de Ciencias de Hungría, quienes estaban buscando los “fotones oscuros”, partículas que podrían significar la nunca antes vista materia oscura, que curiosamente, los científicos dicen que el 85% de la masa del Universo está construida por esta materia oscura. El trabajo de los húngaros encontró un decaimiento radiactivo anómalo que apunta a la existencia de una partícula de luz justamente 30 veces más pesada que el electrón.
“Los experimentadores no dicen que hallaron una nueva fuerza. Ellos simplemente vieron un exceso de eventos que indican la posibilidad de una nueva partícula pero no estaba claro para ellos si se trataba de una partícula material o una partícula que lleva una fuerza”, detalla.
Los investigadores estadounidenses trabajaron sobre los datos de sus colegas húngaros así como de experimentos previos en esta área y mostraron que hay una evidencia fuerte que desfavorece la idea de partículas materiales y de fotones oscuros.
Lo que entonces hicieron es proponer una nueva teoría que sintetiza todos los datos existentes y determinaron que el descubrimiento podría llevar al descubrimiento de una quinta fuerza. Los análisis iniciales se publicaron a fines de abril pasado en el servidor ArXiv público, y se publicó un segundo artículo que amplifica las conclusiones del primero escrito, en el mismo sitio web mencionado.
El trabajo de la Universidad californiana demuestra que en lugar de tener fotones oscuros, la partícula puede ser “un bosón X fotóbico”. Así, mientras que las fuerzas normales actúan en electrones y protones, este nuevo bosón interactúa solamente con electrones y neutrones, pero de manera extremadamente limitada.
De acuerdo al análisis de uno de los co-autores, Timothy Tait, “no existe otro bosón que hayamos observado que tenga estas características. Algunas veces lo hemos simplemente llamado ‘bosón X’, en donde X significa ‘desconocido'”.
Feng anota que los siguientes experimentos en este tema podrían ser cruciales: “la partícula no es muy pesada y los laboratorios tienen la energía suficiente para poderla observar desde los años 50s del siglo pasado”.
“Pero la razón por la cual es que ha sido tan difícil de hallar es que sus interacciones son muy débiles, y esto es porque dicha partícula parece ser muy ligera. Hay muchos grupos de experimentadores, en pequeños laboratorios alrededor del mundo, que podrían probar lo que aparentemente podría ser una nueva fuerza y más ahora que saben dónde buscar”.
De ser cierta esta nueva fuerza, se abriría un enorme campo de trabajo. A Feng, por ejemplo, le intriga la posibilidad de que esta quinta fuerza se pueda juntar con la fuerza electromagnética y las nucleares de forma que todo esto fuese la manifestación de una fuerza más grande, más fundamental.
Citando a los físicos que tienen su modelo estándar en la mecánica cuántica, Feng especula sobre la posibilidad de que fuese todo un sector separado oscuro con su propia materia y fuerzas.
“Es posible que estos sectores diferentes se hablen uno con el otro e interactúen a través de alguna fuerza fundamental”, comentó.
Referencias: Phys.org, Particle Physics Models for the 17 MeV Anomaly in Beryllium Nuclear Decays, arxiv.org/abs/1608.03591