Investigadores españoles encuentran la primera prueba de una Nueva Física, más allá del Modelo Estándar

Investigadores españoles encuentran la primera prueba de una Nueva Física, más allá del Modelo Estándar

Publicado por el Aug 3, 2013

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Joaquim Matías y Javier Virto, de la Universitat Autònoma de Barcelona.

 

Hasta ahora, el Modelo Estándar, el catálogo de las piezas fundamentales de la materia, ha dado la explicación más completa del universo. Sin embargo, tiene lagunas y no es capaz de explicar fenómenos como la materia oscura o la interacción gravitacional entre las partículas.

Por eso los físicos están buscando una teoría más fundamental que llaman “Nueva Física”, aunque hasta ahora no había habido ninguna prueba directa de su existencia, sólo la observación indirecta de la materia oscura deducida a partir del movimiento de las galaxias. Si se confirman los resultados, ésta será la primera prueba directa de la Nueva Física.

Un equipo de físicos formado por el profesor de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) Joaquim Matías, Javier Virto, investigador postdoctoral en la misma universidad, y Sebastien Descotes, del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de la Université Paris-Sud, han pronosticado teóricamente desde los planteamientos de la Nueva Física la existencia de desviaciones en el deterioro muy específico de una partícula, el mesón B.

Las primeras pruebas experimentales ya les están dando la razón. Si estas pequeñas desviaciones se comprueban fehacientemente a través de otros experimentos, sería la primera prueba directa de la existencia de esta nueva teoría fundamental.

En la Física Cuántica, un mesón es una partícula que responde a la interacción nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas de la Naturaleza, responsable de la cohesión de los núcleos atómicos. En el Modelo Estándar, los mesones son partículas compuestas por una pareja quark-antiquark. El 19 de julio de este año, en la EPS 2013, la Conferencia Internacional de Física de la Sociedad Europea de Física de Partículas, en Estocolmo, el Dr. Matías presentó las predicciones teóricas sobre lo que le pasaría a un mesón B, formado por un quark b y un antiquark d, transformándose en un par de muones y una partícula llamada K *.

Los investigadores de la UAB y el CNRS calcularon y predijeron cómo sucedería esta descomposición y cómo debería cambiar en diferentes escenarios desde los planteamientos de la Nueva Física. Poco después, un físico experimental del detector LHCb, Nicola Serra, presentó en la misma conferencia los primeros resultados experimentales de este proceso. Sorprendentemente, las mediciones experimentales fueron consistentes con las desviaciones predichas teóricamente por Joaquim Matías y sus colaboradores.

 

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Las tres generaciones de la materia en el modelo estándar.

El equipo de científicos ha probado que todas estas desviaciones presentan un patrón coherente que les ha permitido identificar su origen. Los resultados de su análisis apuntan a una desviación en la predicción del modelo estándar de 4.5 sigmas, lo que constituye un grado de certeza muy elevado. Si finalmente se confirma, se tratará de un evento importante, ya que los científicos consideran 3 sigmas como “prueba científica” de la Nueva Física y 5 sigmas como un “descubrimiento”.

“Tenemos que ser prudentes, porque se necesitan más estudios y mediciones experimentales para la confirmación”, explica Joaquim Matías “pero si los datos se confirman, ésta es la primera prueba directa de la Nueva Física, una teoría más general que el modelo estándar actual” . “Si el boson de Higgs completó el rompecabezas del modelo estándar, estos hallazgos podrían ser la primera pieza de un rompecabezas aún más grande”, añade el Dr. Matías.

Los investigadores afirman que uno de los nuevos modelos de la física que podrían explicar estos resultados sería el que postula la existencia de una nueva partícula llamada Zprima, “pero podría haber un montón de modelos compatibles”, señala el Dr. Matías.

Los resultados son tan interesantes que los científicos del experimento principal del LHC, el detector CMS, quieren repetir también estas mediciones, y han invitado al Dr. Matias a explicar los detalles teóricos en un seminario para ver si los resultados se pueden corroborar mediante mediciones que se llevarán a cabo el próximo mes de marzo.

Durante años, los físicos de partículas han sabido que la teoría que utilizan, el modelo estándar, a pesar de ser un modelo muy exitoso en todas las pruebas realizadas hasta el momento, tiene importantes deficiencias, como la falta de una explicación a la materia oscura.

Además, tiene otros problemas, como el llamado problema fundamental de las jerarquías o la asimetría materia-antimateria del universo. Dos de los objetivos centrales del Large Hadron Collider (LHC) en el CERN (Ginebra) son descubrir el bosón de Higgs y la búsqueda de lo que se llama Nueva Física, una teoría más fundamental y general que la del modelo estándar y en el seno de la cual éste último sería sólo un caso en particular.

Hace apenas un año fue descubierto el bosón de Higgs, aunque esa partícula parece encajar perfectamente en el Modelo Estándar y en la actualidad no da pistas sobre la Nueva Física.

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