Físicos sugieren la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza

Física, Mundo Cuántico y Futuro

Por Sophimania Redacción
19 de Agosto de 2016 a las 15:06
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Físicos sugieren la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza
Esta posible quinta fuerza de la naturaleza explicaría la Materia Oscura. Foto: NASA

Por lo que sabemos, existen cuatro fuerzas fundamentales en el universo: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. Sin embargo, en abril del año pasado, unos físicos húngaros descubrieron evidencia de una posible quinta fuerza de la naturaleza, una que podría explicar algunos de los misterios del Universo, como la materia oscura.

Ahora un equipo independiente de investigadores ha vuelto a analizar los resultados, y han confirmado que la anomalía observada en los datos del año pasado podría ser realmente una fuerza fundamental completamente nueva. Sin embargo, a pesar de que la anomalía ha sido confirmada, la idea en sí, aún tiene que ser estudiada para poder confirmarse.

"Si es verdad, es revolucionario", dijo el investigador principal, Jonathan Feng de la Universidad de California, Irvine. "Si es confirmado por otros experimentos, este descubrimiento de una posible quinta fuerza podría cambiar completamente nuestra comprensión del Universo, con consecuencias para la unificación de las fuerzas y la materia oscura", añadió.

El extraño resultado del que se habla fue visto por primera vez el año pasado, cuando un equipo de la Academia de Ciencias de Hungría disparó rayos de alta energía de protones a un isótopo de litio-7, y en el decaimiento se vio la firma de energía de una nueva partícula subatómica superligera.

Esta nueva partícula subatómica, concluyeron los científicos, era un tipo de bosón que era sólo 34 veces más pesado que un electrón, y que estaba predicho por el modelo estándar de la física de partículas,  el mejor conjunto de ecuaciones que tenemos para entender el Universo.

Según el modelo estándar, cada una de las cuatro fuerzas fundamentales tiene un bosón correspondiente, la fuerza nuclear fuerte es transportada por gluones; la fuerza electromagnética es transportada por partículas de luz, o fotones; y los bosones W y Z son responsables de la fuerza nuclear débil. Todavía no hemos descubierto el bosón de la gravedad, pero se predice que sería el gravitón.

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El Modelo Estandar explica, en parte, las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza. Imagen: Internet

El equipo húngaro inicialmente sugirió que tal vez el bache detectado había sido algún tipo de “fotón oscuro” (una partícula hipotética responsable de llevar a la materia oscura), y desde su publicación inicial, investigadores de todo el mundo han tomado sus datos y están realizando experimentos similares.

"Los (físicos) experimentales no fueron capaces de afirmar que se trataba de una nueva fuerza", dijo Feng. "Ellos simplemente registraron un exceso de eventos que indicaban una nueva partícula, pero no está claro para ellos si se trataba de una partícula de materia o una partícula portadora de fuerza".

Para aclarar esto, Feng y sus colegas estudiaron los datos originales, así como otros experimentos en hechos en esta área, y encontraron evidencia teórica para sugerir fuertemente que el bache en los datos no era una partícula transportadora de materia o un fotón oscuro. En cambio, sus cálculos sugieren que podría ser el bosón de una quinta fuerza de la naturaleza, una fuerza que ha sido predicha para explicar la materia oscura y muchas otras cosas misteriosas en el Universo.

Lo extraño de este hipotético bosón, al que llaman el Bosón Fotofóbico X, es que sólo interactúa con los electrones y neutrones, y en una gama muy limitada, por lo que es muy difícil de detectar. "No hay otro bosón que hayamos observado que tenga esta misma característica", dijo uno de los investigadores, Timothy Tait. "A veces también lo llamamos el ‘Bosón X’, donde X significa desconocido".

El equipo deslizó por primera vez esta idea en mayo cuando subió su análisis en el sitio de pre-impresión arXiv.org, pero ahora también ha sido revisada por expertos y publicada en la revista Physical Review Letters.

Así que lo que tenemos ahora es una señal extraña que no puede ser explicada por el modelo estándar, y los cálculos teóricos sugieren que esta señal sería el portador de la quinta fuerza de la naturaleza. Pero, por desgracia, aún no tenemos confirmaciones experimentales, algo que los investigadores de todo el mundo se están apresurando a producir, y pueden estar listas dentro de un año.

"Debido a que la nueva partícula es muy ligera, hay muchos grupos experimentales que trabajan en pequeños laboratorios de todo el mundo que pueden dar seguimiento a las solicitudes iniciales, ahora que saben dónde buscar", dijo Feng.

Feng sugiere que si se verifica la quinta fuerza, esta podría estar potencialmente unida a las fuerzas electromagnética y nuclear fuerte y débil para manifestar algún tipo de "súper fuerza fundamental", la cual podría interactuar con un sector oscuro de su propia materia y fuerza.

"Es posible que estos dos sectores se comuniquen entre sí e interactúen unos con otros a través de interacciones fundamentales aunque no evidentes", dijo Feng. "Este sector oscuro de la fuerza puede manifestarse como la fuerza fotofóbica que estamos viendo como resultado del experimento húngaro. En un sentido más amplio, encaja con nuestra investigación original para entender la naturaleza de la materia oscura", agregó.

Todo esto es muy emocionante, sin embargo, hasta que no tengamos resultados experimentales, no hay mucho que podemos hacer más que esperar. Como se ha visto hace pocos días con los resultados del CERN, una pequeña anomalía podría ser sólo eso: una anomalía.

 FUENTE: SCIENCEALERT, PHYS.ORG


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