¿Una nueva fuerza que no considera el modelo estándar de la física?
9 abril, 2021
Desde el Fermilab (ubicado en Batavia,Illinois) se han recopilado evidencias sobre una posible quinta fuerza física. Los resultados de un proceso de experimentación con muones indican que hay algo que aún no comprendemos mediante las predicciones teóricas del modelo estándar. Aún no se le puede considerar un hallazgo contundente pero promete nuevas líneas de estudio que podrían cambiar lo que sabemos hasta ahora de la física.
Una sospecha y las posibilidades que guarda
Los muones son similares a los electrones con una diferencia importante: su peso. Los muones comparten propiedades como la carga eléctrica o el spin; sin embargo, son 200 veces más pesados que los electrones. Esto hace que existan por menos tiempo y decaigan en partículas más ligeras. Esta peculiar partícula subatómica fue la base para el equipo del Fermilab.
Actualmente se reconocen 4 tipos de fuerzas: gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza débil.
La gravedad depende de la masa de los cuerpos y entre otras cosas nos atrae hacia el suelo y hace que los planetas de nuestro sistema solar se mantengan alrededor del Sol.
El electromagnetismo permite fenómenos como la carga y corriente eléctrica o la atracción entre ciertos materiales.
Las fuerzas débil y fuerte aparecen en las partículas subatómicas, la primera se relaciona con las partículas que decaen para convertirse en otro tipo de partícula y la segunda es la que mantiene unidas a las partículas fundamentales.
Si consideramos estas 4 fuerzas sería posible predecir la forma en que se comportarían los muones dentro del Fermilab. Ahí se lanzó a los muones dentro de un acelerador en forma de anillo y se les aplicó un campo magnético. Las predicciones bajo el modelo estándar indican que debían tambalearse a una velocidad. El resultado final es que se tambalearon mucho más rápido de lo esperado.
La conclusión a este comportamiento es que podría estar influyendo una quinta fuerza, hasta ahora desconocida. Otra posibilidad es que dentro del experimento haya participado una partícula subatómica que aún no ha sido descubierta. La posibilidad de una quinta fuerza abriría nuevas posibilidades para explicar fenómenos que aún hoy son enigmáticos.
Por ahora los resultados se consideran una anomalía. Por ahora existe una probabilidad entre 40 mil de que haya ocurrido una casualidad estadística. Esto provoca un nivel de precisión de 4.1 sigma. Para que pueda considerar un verdadero descubrimiento se requiere una evaluación de 5 sigma, que equivale a una probabilidad de 1 entre 3.5 millones de que haya ocurrido una casualidad.
En caso de que se compruebe la existencia de una quinta fuerza será posible buscar nuevas explicaciones a fenómenos como la aceleración en la expansión del universo. Hasta ahora la energía oscura es una de las posibilidades para explicar esa rápida aceleración. Si se demostrara la existencia de una quinta fuerza tendríamos una nueva posibilidad para comprender este fenómeno.
Queda un largo proceso de investigación pero la posibilidad de una quinta fuerza ya despierta la curiosidad de la comunidad científica.