Esta semana, un grupo de más de 200 científicos publicó un descubrimiento que podría cambiar el rumbo de la física contemporánea y hacer obsoleto el Modelo Estándar, hasta ahora considerado el más adecuado para describir las fuerzas fundamentales que ejerce la materia. En teoría, la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas fuertes y débiles se manifestarían por igual a nivel subatómico, pero el equipo detrás del descubrimiento encontró pruebas sólidas de que los muones, similares a los electrones, son un poco más magnéticos de lo esperado. A su vez, la pequeña anomalía, 2,5 partes en mil millones, sugiere la existencia de una quinta fuerza o una nueva partícula de Dios, sin precedentes para el conocimiento humano.
Durante décadas, los investigadores han medido tal propiedad de la partícula en cuestión, que es más pesada e inestable que su «hermana» más famosa y se comporta como una pequeña barra magnética. Para ello, colocan los muones en un campo magnético horizontal, lo que los hace girar como pequeñas agujas de brújula, y la frecuencia de movimiento revela datos importantes, además de permitir la investigación de elementos «ocultos», incluso aquellos demasiado grandes para emerger. del Gran Colisionador de Hadrones.
A diferencia de otros, el muón cae dentro de la incertidumbre cuántica, siendo descrito como «virtual» en el sentido de que entra y sale de la existencia. Entonces, al estar entre partículas y antipartículas, también se ve afectado por las propiedades de lo que no podemos ver. Aun así, según la mecánica cuántica y la teoría especial de la relatividad de Albert Einstein, tendría un magnetismo de base, que se incrementa, como muestran investigaciones anteriores, en un 0,1% si las partículas predichas en el Modelo Estándar flotan sobre él, sean las que sean. .
Dicho esto, si algo sale de la ecuación, es necesario reformularlo. Aquí es donde entra la novedad, capaz de requerir una nueva mirada con toda certeza.
Muon tiene un magnetismo más fuerte de lo esperado por la teoría actual.La fuente: la reproducción
progreso constante
Ya en 2004, los investigadores, durante el experimento Muon g-2, en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (EE. UU.), Habían informado de la desviación del magnetismo muónico del considerado por el modelo estándar. Sin embargo, la metodología solo alcanzó la mitad del estándar de oro para clasificar los resultados de las pruebas físicas, 2.5 – suscitando, en cualquier caso, dudas constantes y alentando nuevos estudios. En 2013 decidieron trasladar el método al Fermilab Nacional de Aceleradores (Fermilab), y los datos obtenidos durante el intento alcanzaron 3,7 en 2018, un paso adelante.
Esta vez, luego de reformular las técnicas, además de obtener información consistente con la encontrada en su trayectoria, reforzando que no fue una coincidencia estadística ni producto de una falla no detectada, el equipo logró una impresionante tasa de 4.2. Chris Polly, físico de Fermilab, explica lo que se siente no haber visto abandonados tantos esfuerzos anteriores. «Como estudiante de posgrado de la experiencia de Brookhaven, sin duda fue un gran alivio para mí».
En definitiva, los protones, en aceleradores como el de Fermilab, chocan y producen otros, como muones y antimuones, y los instrumentos precisos analizan el comportamiento de todo. Si los fragmentos tuvieran las mismas propiedades, confirmando lo que dice el Modelo Estándar, habría mucha decepción. «Desde la década de 1970, hemos estado buscando una laguna [na teoria vigente]», Explica Alexey Petrov, teórico de la Wayne State University (EE. UU.). “Puede que lo hayamos encontrado”, añade.
Instalación del Femilab en el que se realizaron los relevamientos.La fuente: la reproducción
Y después
La confirmación de tal dedicación se produjo el 25 de febrero, durante una reunión de 170 personas por Zoom, debido al covid-19. Para evitar la manipulación, incluso inconsciente, de los datos, el equipo contó con dos personas que no habían participado en los procedimientos, encargadas del análisis «en frío» de la información y equipadas con un código imprescindible para completar los cálculos de dos experimentos realizados de forma independiente. , revelado sólo en el momento clave, con la apertura de sobres que llevaban la «contraseña». «Definitivamente había una atmósfera de extrema tensión», dice Hannah Binney, estudiante de posgrado y miembro del personal de la Universidad de Washington (EE. UU.).
Finalmente, la recompensa. “Cuando vimos el número en la pantalla, sentimos un gran alivio, emoción, orgullo y alegría. Tuvimos que volver a encender el micrófono para poder gritar ”, explica Sudeshna Ganguly, científica asociada con Fermilab. «Hasta ahora solo hemos analizado el 6% de los datos, y cuando combinemos los resultados de todas las carreras, obtendremos una medición aún mejor. Es realmente emocionante ser parte de eso».
A partir de ahora, corresponde a los profesionales continuar la investigación, porque aún no se ha explicado claramente la brecha que encontraron (y la redefinición del Modelo Estándar, o incluso el intercambio por otro, requiere un compromiso redoblado).
«La carrera ahora está realmente en marcha para que uno de estos experimentos realmente obtenga la prueba de que esto es realmente algo nuevo, uno que requerirá más datos y más mediciones. Con suerte, mostraremos pruebas de que estos efectos son reales», concluye Mitesh. Patel del Imperial College London, una institución británica.