¿Los científicos están a punto de desentrañar el misterio de la quinta fuerza de la naturaleza?

 

Los científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (Fermilab) anunciaron este jueves que están cada vez más cerca de descubrir la existencia de una nueva fuerza de la naturaleza, tras haber encontrado más evidencia de una partícula subatómica que suele comportarse de manera diferente a lo que sugiere la teoría de la física moderna. 

En la actualidad se tiene constancia de que existen cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza: la gravitatoria, la electromagnética, la nuclear fuerte y la débil. Las tres últimas fuerzas son explicadas mediante el modelo estándar de la física de partículas. No obstante, los investigadores sugieren que podría haber otra quinta fuerza fundamental, la cual podría estar actuando sobre unas subpartículas conocidas como muones, las cuales son similares a los electrones, pero con la particularidad de ser 200 veces más pesadas.

Los muones se originan a partir de las partículas de la atmósfera que chocan contra los rayos cósmicos, como protones de alta energía o los núcleos atómicos. Sin embargo, son muy inestables y existen solo durante 2,2 microsegundos antes de descomponerse en otras partículas (electrón y dos tipos de neutrinos). También es conocido que los muones actúan como imanes, además de que se tambalean como un trompo en presencia de un campo magnético.

Recientes investigaciones sugieren el descubrimiento de una nueva fuerza fundamental del universo que podría revolucionar la física moderna

Los investigadores han estudiado el movimiento de precesión ('bamboleo') de los muones en los campos magnéticos durante años. La velocidad del bamboleo de esta partícula, conocida como 'momento magnético', es determinada por un imán y es descrita mediante un número que los físicos denominan como fuerza G. El modelo estándar predice que el 'momento magnético' de un muon debe ser igual a 2.

Para medir el factor G, se generó un haz de muones y lo dirigieron a un imán en forma de rosquilla de 15 metros de diámetro. Mientras lo muones se desplazaban alrededor del anillo, los detectores a lo largo de su borde registraron qué tan rápido se tambaleaban. 

Más cerca de descubrir la existencia del muon

En las últimas mediciones obtenidas del experimento Muon g-2, realizadas en las instalaciones del Fermilab del Departamento de Energía de EE.UU., revelaron que el 'momento magnético' de esta subpartícula es más fuerte en aproximadamente 0,20 partes por millón, por lo que los físicos piensan que están a un paso significativo hacia su objetivo final.

De acuerdo con la Universidad de Washington, esta nueva medición es dos veces más precisa que la anterior, publicada por el mismo equipo de investigadores hace dos años. En aquella ocasión, el experimento tuvo un error total de 0,7 partes por millón.

"Esta medición es un logro experimental increíble", indicó el portavoz del proyecto Muon g-2, Peter Winter, quien reiteró que tratar de "reducir la incertidumbre sistemática a este nivel es un gran problema", precisando que no esperaban lograr este objetivo "tan pronto". En abril de 2021, se planteó la idea de utilizar simulaciones por computadora para calcular el factor G, asegurando que, al comparar estos resultados con el valor experimental más reciente, las diferencia entre estas desaparecerían.