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Resultados del LHC: ¿caminando hacia una nueva era de la Física?

La Física pudiera revolucionar en cualquier momento: un reciente experimento en el Gran Colisionador de Hadrones apunta a la posible existencia de una nueva fuerza de la naturaleza. Científicos no aseguran aún los resultados, pero hay mucho potencial en próximas mediciones.

colisiones LHC
Simulación de las colisiones a alta velocidad que ocurren en el LHC. Fuente: CERN.

¿Se podrán desafiar las leyes que rigen el universo? Nace esta interrogante sobre todo en el mundo cuántico. Recientemente, se registró un comportamiento extraordinario en partículas elementales que pudieran cambiar la perspectiva de muchos. Los resultados obtenidos por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) pudieran abrir un camino hacia una nueva era de la física.

Los “beauty quarks” o “bottom quarks” (quark fondo, en español), son las partículas elementales protagonistas de esta investigación. Su proceso de desintegración ha permitido incursionar en una posible nueva fuerza de la naturaleza. Los científicos encargados del estudio necesitan más información para confirmar estos resultados.

Ubicado bajo tierra en la frontera franco-suiza y construido en un túnel circular de 27 km de largo, el LHC es un laboratorio que experimenta con la colisión de partículas subatómicas. El mayor acelerador de partículas del mundo está situado en las instalaciones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés). Su objetivo es ir más allá del Modelo Estándar (ME) de la física de partículas. Para entender mejor el tema abordado, partimos con la teoría que, hasta ahora, explica mejor el funcionamiento de lo que nos rodea.

Elaborado a inicios de los setenta, el ME se encarga de explicar cómo interactúan los bloques de construcción básicos de la materia, dominados por las cuatro fuerzas elementales. La teoría explica que el universo está formado por unos pocos bloques de construcción básicos llamados partículas elementales, gobernados por estas fuerzas, exceptuando la gravedad ya que su principal teoría, la relatividad general, no coincide con los modelos del mundo cuántico.

¿En qué consisten los hallazgos?

Al someter los beauty quarks al proceso de desintegración, hubo un comportamiento inesperado en estas partículas. En vez de desintegrarse en un número equivalente de electrones y partículas de muones, como señala el ME, ha dejado dentro del laboratorio más electrones que muones.

gran colisionador de hadrones
El Gran Colisionador de Hadrones está destinado a romper con las limitaciones impuestas por el Modelo Estándar. Comprender más allá de los confines de la física es la intención de este laboratorio.

El porqué del mayor número de electrones se relaciona con una partícula aún no descubierta, conocida como leptoquark, descrita sólo por la física teórica. Estos resultados serían un indicio de la presencia de una nueva partícula o fuerza fundamental, como explica una de las científicas líderes de este proyecto, Paula Álvarez Cartelle.

CERN: cruzar confines de la física

“Acelerar la ciencia” es lema del CERN, uno de los centros de investigación más importantes del mundo, desde su inauguración en 1954. Para hacernos una idea de su importancia, la tecnología más conocida del CERN es la World Wide Web (www), creada en su momento para divulgar información entre científicos. Y ahora no concebimos la vida sin conexión a la red.

Cuenta con una amplia gama de aceleradores de partículas dispuestos para la mayor comprensión del universo. Cuando fue creado el Laboratorio, se desconocía gran parte de la estructura de la materia. Entre sus mayores descubrimientos, en 2010 el LHC proporcionó colisiones de partículas en un nuevo dominio de alta energía que llevó al hallazgo de un bosón de Higgs, partícula vinculada al mecanismo que da masa a las partículas elementales.

Debido al desconocimiento de gran parte de la composición universal, el descubrimiento de una nueva fuerza sería clave para comprender mejor nuestro entorno. Se espera una mayor recopilación de datos que permitan avanzar en esta investigación.