Una partícula desconocida pone en jaque los cimientos de la Física de partículas

Experimento del LHCb encargado de analizar la descomposición de los mesones B- CERN

En el último seminario celebrado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), los investigadores de uno de los experimentos del Gran Colisionador de Partículas (LHC), el LHCb, han anunciado evidencias de una discrepancia con el modelo estándar de la Física. Es decir: la posible existencia de una partícula desconocida que podría romper los esquemas de la física actual. Este proyecto se encarga de estudiar a una familia de partículas muy concretas: los mesones B.

¿Qué son estos mesones? Son partículas compuestas a su vez por otras partículas fundamentales, los quarks, presentes también en la constitución de los protones, que se descomponen en nanosegundos liberando energía y partículas que los físicos estudian para obtener información sobre lo que hay más allá de la física conocida.

Siguiendo el modelo estándar, los científicos prevén el comportamiento de esta partícula al descomponerse. Que la partícula actúe de un modo inesperado puede ser un hallazgo que ponga en entredicho lo conocido hasta ahora, o un error. Sin embargo, los investigadores han obtenido evidencias sólidas de que el comportamiento en el laboratorio de estos mesones no ha sido el previsto.

Lo que se esperaba del mesón B era que este desintegrara en una particula vectorial llamada K* y en una pareja de muón (parecida a un electrón pero con más masa) y anti-muón (un muón con carga opuesta) con la misma frecuencia que una pareja electrón y positrón (igual que un electrón pero con carga opuesta).

Y debido al principio de universalidad del sabor leptónico (el sabor, en física, es el atributo que distingue a cada uno de los seis tipos de quarks) que recoge el modelo estándar, en un 50% de los casos se produciría una pareja y en otro 50% la otra. Pero los investigadores del CERN han visto que se suele formar más un tipo que el otro, lo que supone indicios de una violación de este principio universal y, por extensión, de la física que conocemos.

Una posible solución a esta discrepancia con las predicciones del modelo estándar podría ser que estuviéramos viendo las primeras huellas de una nueva partícula, y dos posibles candidatos serían o bien un bosón Z’ (cercana al bosón Z, una de las partículas fundamentales que explica la interacción débil que se da en el núcleo de los átomos) o la partícula hipotética leptoquark, como explica este artículo de la revista Science.

Aunque esta evidencia solo ha llegado al nivel de significación sigma de tres (los descubrimientos que pueden considerarse como tales tienen un nivel de significación de cinco), hay más señales de que esta noticia puede significar un hito en la ciencias. Otros experimentos realizados en 2013 y 2015 por parte del LHCb y por otros instrumentos, como el ATLAS, el CMS y el Belle (en Japón), también analizaron la descomposición de estos mesones B. Para llegar al fondo del asunto, los responsables del CERN anunciaron que van a tratar de profundizar en estos experimentos este mismo año, y, a partir del año que viene, el experimento Belle 2, en Japón, contará con nuevo y sofisticado instrumental para el mismo fin.

En el CERN se han llevado a cabo hallazgos que pasarán a la historia como el descubrimiento del bosón de Higgs o partícula de Dios, que completó por fin el modelo estándar de la Física. Sí, el mismo que viene a poner en duda esta nueva noticia.

 

 

Beatriz de Vera
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