Nueva partícula cuestionaría toda la física actual

Barcelona.- Un equipo internacional de científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha hallado indicios de la posible existencia de una nueva partícula desconocida hasta ahora que cuestionaría la física actual y que haría vislumbrar una nueva física.

En varios experimentos realizados en el LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) -uno de los detectores de partículas en funcionamiento instalados en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC)- los físicos han observado cinco desintegraciones raras de mesones B (partículas compuestas por quarks y antiquarks) que discrepan del Modelo Estándar de Física.

Según informó hoy en un comunicado el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) -que participa en el experimento-, la discrepancia entre los resultados de los experimentos y las predicciones del Modelo Estándar "apuntan" a una Nueva Física por la posible existencia de nuevas hipotéticas partículas, como un Z' o un leptoquark, cuya existencia tendrán que confirmar con más observaciones.

"La señal observada tiene una significación estadística aún limitada, pero refuerza evidencias similares de estudios previos", según el CERN, que precisa que "datos y análisis futuros serán los que puedan determinar su estos datos demuestran realmente grietas en el Modelo Estándar, o si se trata de una fluctuación estadística".

En estos experimentos han participado expertos de la UAB, de la Universidad de Barcelona y del Albert Einstein Center for Fundamental Physics (Universidad de Berna), entre otros.

Las desintegraciones raras observadas en los mesones en el acelerador de partículas creando una partícula espín-1 y dos muones (partículas elementales masivas que pertenece a la segunda generación de leptones) es lo que ha ilusionado a los científicos en la posible aparición de una Nueva Física que sustituya la teoría del Modelo Estándar.

Este modelo actual de física es incapaz de explicar, por ejemplo, la existencia de materia oscura o la asimetría de materia y antimateria en el universo.

Sin embargo, el descubrimiento de una nueva partícula no se podrá demostrar científicamente hasta que las discrepancias observables con la física tradicional sean más numerosas.

Una discrepancia observable es una cantidad física que puede ser medida y comparada con una predicción teórica, y en el análisis presente los científicos han calculado 30 observables que después han sido medidas en uno o en varios de los cuatro experimentos a los que han sido sometidas.

Esta investigación se inició en 2005 y no fue hasta hace dos semanas que los científicos se atrevieron a hablar de estas desviaciones encontradas en la desintegración de un mesón, que es un bosón que responde a la interacción nuclear fuerte, es decir, un hadrón con un espín entero.

Lo que sí tienen claro los científicos es que hay indicios claros de que la naturaleza podría violar "la universalidad de sabor leptónico", que es una propiedad del Modelo Estándar que trata todos los leptones de una manera democrática a nivel de las interacciones.

Esta democracia implica que se podría esperar que las medidas de dos de las partículas observables, que han denominado RK y RK+, fueran alrededor de la unidad, pero en cambio ambos han sido medidos y los valores obtenidos son alrededor de 0,75, lo que abre una nueva dirección de investigación.

Según el IFAE, el LHCb está centrado en producir y medir una larga lista de este tipo de observables que permitirán testar la universalidad para intentar confirmar lo que se ha visto en los observables RK y RK+.

Algunos de estos nuevos observables podrían permitir separar diferentes posibilidades de Nueva Física, ya que una solución posible de esta discrepancia con las predicciones del Modelo Estándar podría ser que lo que están viendo los científicos fuera el primer indicio de una nueva partícula.

Dos de los posibles candidatos podrían ser un bosón de gauge Z' (similar a la conocida partícula Z, pero con acoplamientos muy diferentes a las partículas) o leptoquarks, una clase genérica de partículas que permiten a los leptones y los quarks interaccionar y tienen carga de color y electricidad.