Nuevas evidencias sugieren que las partículas subatómicas podrían desafiar el Modelo Estándar

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El Modelo Estándar de la física de partículas, el cuál explica la mayoría de las interacciones y comportamientos de las partículas subatómicas, se ha mantenido notablemente bien durante varias décadas. Esta teoría de largo alcance tiene algunas deficiencias, una de ellas es que la fuerza de gravedad no puede integrarse bien  en el modelo estándar. Con la esperanza de revelar partículas y fuerzas que no son estándar, los físicos han estado en la búsqueda de las condiciones y el comportamiento que directamente violan el modelo estándar.

Ahora, un equipo de científicos que trabajan en el acelerador de partículas más grande del mundo, que se encuentra en la frontera entre Francia y Suiza, mejor conocido como CERN, han encontrado nuevas pistas de la existencia de partículas (leptones, para ser más precisos), que están siendo tratados de forma extraña ya que no han sido predichas por el modelo estándar. El descubrimiento, que se encuentra listo para ser publicado el 4 de septiembre de 2015 en la revista Physical Review Letters, podría probar la existencia de partículas que no se rigen bajo los principios de este modelo.

El equipo, que incluye a físicos de la Universidad de Maryland, quienes han hecho contribuciones claves para el estudio, analizaron datos que fueron coleccionados por el Gran Acelerador de Partículas. Los científicos se han encargado de analizar el decaimiento del meson B: proceso que produce partículas de luz, incluyendo a dos tipos de leptones: el leptón tau y el muon. Al contrario que su lepton estable, al que conocemos como electrón, los leptones tau y los muones son altamente inestables y rápidamente decaen en fracciones de segundo.

En este sentido, de acuerdo al concepto del Modelo Estándar llamado “universalidad del leptón”, que asume que los leptones son tratados de igual manera por todas las fuerzas fundamentales, el decaimiento del leptón tau y del muon suceden a la misma velocidad, una vez corregida su diferencia de masas. Sin embargo, el equipo encontró una pequeña pero notable diferencia en las tasas predichas de decaimiento. sugiriendo que las actuales fuerzas o partículas podrían estar interfiriendo en el proceso.

“El modelo estándar afirma que el mundo interactúa con todos los leptones de la misma manera. Hay una democracia ahí. Pero no hay garantía de que esto sea verdad si descubrimos nuevas partículas o nuevas fuerzas”, afirma uno de los investigadores que se han hecho cargo de escribir el artículo. “La universalidad del leptón está realmente consagrada en el Modelo Estándard. Si esta universalidad se rompe, podemos decir que hemos encontrado evidencia de un nuevo modelo no estándar.

El resultado del LCHb se suma al descubrimiento de un decaimiento previo, uno que se hizo a través del experimento BaBar del Centro de Aceleración Lineal de la Universidad de Stanford, que sugiere una desviación similar a las predicciones realizadas por el Modelo Estándar.

“Los experimentos fueron hechos en ambientes totalmente diferentes, pero ambos reflejan el mismo modelo físico. Esta respuesta otorga una importante independencia de las observaciones”, explicó el coautor del estudio Brian Hamilton.

“Mientras que estos resultados tomados juntos son muy prometedores, la observación del fenómeno no podría considerarse una verdadera violación del modelo Estándar mientras no se hagan futuros experimentos para verificar las observaciones”.

“Estamos planeando una gama de otro tipo de medidas. El experimento LHCb está obteniendo más información durante su segunda puesta en funcionamiento ahora mismo. Estamos trabajando en actualizaciones en el detector LHCb para los próximos años. Si este fenómeno es corroborado, tendremos décadas de trabajo por delante. Podría llevarnos a lugares aún desconocidos de la física teórica y hacia nuevas maneras de observar el modelo estándar y el modelo no estándar de la física”, afirma otro de los investigadores.

Con el descubrimiento del bosón de Higgs, (la mayor pieza perdida del Modelo Estándar de la Física), los físicos están buscando ahora fenómenos que no estén relacionados, que se desvíen, de las predicciones del Modelo Estándar. Los investigadores están emocionados con el futuro. Y es que la física teórica se mueve hacia terrenos aún desconocidos.

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Traducido y editado por Julio Moll. 

Referencia: http://phys.org/news/2015-08-evidence-subatomic-particles-defy-standard.html

 

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