Detectada violación de simetría en antimuón

Ciertamente, el título de la entrada parece sacado de un guión de Star Trek, pero déjenme que les explique la importancia que tiene este fascinante descubrimiento, que, como siempre que es importante y quizás crucial, no ha llamado la atención de casi nadie. Lo cual me llama poderosamente la atención.

Entre la masa ingente de información falsa o tergiversada que aparece cada día, me llamó la atención recientemente un pequeño artículo en una revista de física sobre un fenómeno que pasaré a explicar a continuación, y que atrajo mi mirada, porque no era la típica noticia de alguien revolucionando la física y negando la teoría de la relatividad, o cosas similares. Esto parecía más sólido, más coherente, y, de serlo, podría ser extremadamente revolucionario en el mundo de la física de partículas.

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El acelerador de partículas LHC en el CERN, Ginebra

Como cada día me fío menos de artículos científicos derivados de segundo orden, fui directamente a la web del CERN, el famoso laboratorio de altas energías, donde se encuentra el LHC (Large Hadron Collider), el colisionador de partículas más potente del mundo. Recordemos que el CERN es un centro de investigación, y el LHC un acelerador propiedad del CERN. No son lo mismo, y el CERN hace muchas cosas aparte de dar vida al LHC. Por ejemplo, el CERN inventó la world wide web y el lenguaje HTML que se usa en Internet.

Y fue en la web del CERN donde vi el artículo, y comprendí la importancia crítica del mismo. Siempre que llegue a confirmarse, por supuesto, no saltemos de alegría antes de tiempo.

En todo caso, ¿por qué es importante este artículo perdido e ignorado por los medios de comunicación? Porque podría ser una puerta para abrir nuevos caminos en la comprensión del universo, y crear un modelo más avanzado de física de partículas que actualmente ofrece la Teoría Estándar. Esta teoría, con ese nombre poco llamativo pero muy clarificador, estandariza, nunca mejor dicho, la física que conocemos hoy.

Gracias a esa teoría, hoy en día podemos explicar la naturaleza y comportamiento de tres de las cuatro fuerzas del universo conocidas: el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte, y la fuerza nuclear débil. La cuarta, la gravedad, queda fuera. Y sí, la gravedad no es una fuerza en realidad, aunque se le da ese tratamiento en problemas comunes donde interviene la física newtoniana. Por ejemplo, en mecánica celeste, donde en general la relatividad no es necesaria, excepto en zonas con campos gravitatorios intensos (como el cálculo de la órbita de Mercurio por ejemplo, cuya precesión no podía calcularse correctamente con las ecuaciones de Newton).

Este descubrimiento que traigo hoy aquí del CERN se basa en la medición y comparación de la desintegración del muón sobre su antipartícula, el antimuón. El muón es un leptón, como el electrón, un tipo de partícula elemental, y tiene también carga negativa, como el electrón. Se diferencia en que su masa es 206 veces mayor. Luego, para obtener un muón se requieren procesos energéticos, como por ejemplo la interacción de los rayos cósmicos con partículas.

Estos muones tienen un proceso de desintegración que da como resultado estándar un electrón y otras partículas elementales. Lo que se ha observado en el experimento del LHC es que ese proceso de desintegración no es simétrico, es decir, parecería violar la simetría vista hasta ahora entre partículas y antipartículas.

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Diagrama de Feynman donde puede verse el proceso de un muón transformándose en electrón y dos antineutrinos, una de las variantes más probables de desintegración conocidas

¿Qué significa esto? Que quizás, por primera vez, se ha observado una diferencia fundamental en la naturaleza y propiedades de las antipartículas. Se habla desde hace mucho tiempo sobre un problema fundamental en física: ¿por qué solo hay materia? ¿Dónde está la antimateria? Si se supone que el universo se creó con la misma cantidad de una y otra, ¿por qué solo quedó materia? Si la simetría es perfecta, toda la materia se debería de haber desintegrado con toda la antimateria, y solo quedaría un flujo de energía en el universo. Pero, dado que evidentemente eso no ocurrió, la física debe contestar en qué momento, y por qué razón, la materia superó a la antimateria.

Ahí es donde este artículo del CERN cobra su importancia. Si se llegase a verificar que la antimateria, en este caso el antimuón, tiene una tasa de desintegración y propiedades distinta a la del muón, habría que empezar a ampliar la Teoría Estándar, para hacer encajar estos nuevos datos en el modelo teórico.

Pero no solo se trata de eso; los niveles de desintegración y las propiedades verificadas de la misma podrían ser pistas para entender que, efectivamente, la materia y la antimateria no siguen las mismas propiedades físicas, ni las mismas leyes. Deberían derivarse leyes adecuadas a la antimateria, que tendrían que encajar dentro de las existentes, o bien las existentes tendrían que modelarse para dar paso a las nuevas, o quizás algo de ambas cosas.

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El llamado “zoo” de partículas tal como se conoce en 2019. ¿Quedan huecos por cubrir? Probablemente. Pero son muy tímidas y no quieren aparecer

En cualquier caso, este artículo del CERN podría ser una pequeña llama en una revolución de la física realmente importante. Es curioso que sean los artículos de ciencia más importantes los que menos atención llaman. Porque este descubrimiento, si se desarrolla, amplía, y confirma, cambiará la física para siempre.

No lo verá en las noticias, ni en las redes. Pero tampoco las investigaciones y descubrimientos de Einstein tuvieron la menor repercusión al principio, en 1905, cuando presentó sus cuatro trabajos en lo que se conoce como su “Annus mirabilis” (año milagroso). Esos artículos incluso crearon rechazo en muchos colegas de la época.

Luego se demostró cuánta razón tenía. Veremos si ocurre ahora lo mismo con esta idea. Quizás quede en nada, es cierto. Pero personalmente me inclino a pensar que podría ser el punto de partida de un universo nuevo de posibilidades, que pueda, por fin, desarrollar una teoría final, que aúne la mecánica cuántica y la relatividad general. Ojalá podamos verlo.

Acceso al artículo del CERN en este enlace.


 

 

 

Autor: Fenrir

Amateur writer, I like aviation, movies, beer, and a good talk about anything that concerns the human being.

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