(Fuente de imagen: Ciencia viva)
Las partículas fundamentales que componen el universo tienen muchas más variables de las que nos familiarizamos cuando estudiamos los átomos en la escuela secundaria. Un ejemplo de esto son los quarks (responsables de la formación de protones y neutrones), que se encuentran en seis sabores (sabores) en la naturaleza: ‘alto’, ‘bajo’, ‘alto’, ‘bajo’, ‘impar’ y » encanto». .
La existencia de diferentes versiones de una misma partícula intriga a los físicos, que hasta el momento no han podido desentrañar las razones de la existencia de estas variables. «Se llama el problema del sabor», dice Joanne Hewett, física teórica del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC. “¿Por qué hay tantos sabores? ¿Por qué tenemos seis tipos de quarks y leptones, y por qué cada uno de ellos varía en masa? No tenemos idea», dijo el científico al Sitio web de Ciencia Viva.
En el extraño mundo de la física de partículas, los distintos sabores se distinguen por sus propiedades individuales, incluidos factores como la masa, la carga y el espín. Lo más extraño es que las partículas pueden cambiar de tipo en cualquier momento, por ejemplo, un quark «arriba» puede convertirse en un quark «abajo» y luego convertirse en su versión «extraña», continuando este ciclo para siempre e impredeciblemente. .
“No sabemos qué hay dentro de un quark”, dice Michael Peskin, otro físico de partículas en SLAC. “Creemos que son las similitudes y diferencias en su estructura interna las que hacen que las transiciones sean fáciles o difíciles de lograr”, agrega el investigador.
Los misterios de la antimateria
Comprender por qué las partículas tienen diferentes sabores podría ayudar a los científicos a comprender la composición actual del universo. “Hay una asimetría entre la cantidad de materia y antimateria en el universo, en el sentido de que el universo está hecho de materia y hoy no podemos observar grandes cantidades de antimateria”, explica Hewett.
Durante el Big Bang, se cree que hay una cantidad idéntica de materia y antimateria, opuestos que, al chocar, se destruyen mutuamente y liberan inmensas cantidades de energía pura. Los investigadores creen que las diferencias en los sabores de las partículas que componen estos elementos pueden explicar por qué la antimateria casi ha dejado de existir con el tiempo.
el límite de intensidad
Para esclarecer las razones que conducen a la existencia de partículas con diferentes sabores, los científicos pretenden realizar experimentos capaces de confrontar lo que se denomina la «frontera de intensidad». El objetivo es forzar transiciones que a menudo no se observan de forma natural, como los quarks de «fondo» que se convierten en quarks de «encanto».
Para que esto sea posible, será necesario aumentar la cantidad e intensidad de las partículas generadas por equipos especializados. «Si quieres ganar la lotería, tienes que comprar varios boletos», dice Robert Tschirhart, científico principal del Proyecto X en el Laboratorio Nacional Fermi, una iniciativa para construir un acelerador de partículas de alta intensidad para buscar transiciones de sabor raras. .
dimensiones ocultas
La teoría de los físicos Lisa Randall y Raman Sundrum ofrece una solución poco convencional al misterio de los diferentes sabores de una partícula. Pueden ser el resultado de dimensiones extra ocultas más allá de aquellas a las que estamos acostumbrados.
(Fuente de imagen: Ciencia viva)
Aunque vemos quarks con seis tipos diferentes de masa, tal vez este valor en realidad no varíe; tal percepción errónea podría deberse a su existencia en diferentes puntos en otra dimensión. Aunque la teoría suena loca, su aplicación ha resultado en predicciones concretas de cómo ciertas partículas se descomponen y varían en composición.
Como todo se considera nuevo en el mundo de la ciencia, será necesario realizar más experimentos antes de poder llegar a una conclusión firme. Sin embargo, parece que cada vez estamos más cerca de responder la mayoría de las preguntas relacionadas con la vida, el universo y todo lo demás.