Si bien el
Modelo Estándar de la Física gobierna gran parte de la ciencia, existe un “más
allá” de esta física, una que pretende explicar eventos para los que el Modelo Estándar
no tiene respuestas, como el origen de la masa, la asimetría
materia-antimateria o la naturaleza de la materia oscura y de la energía
oscura. En resumen, misterios
del universo. Algunos que el CERN podría estar de camino a resolverse.
Un equipo de científicos
del CERN, sede del Gran Colisionador de Hadrones, acaban de observar un
fenómeno sorprendentemente raro a nivel subatómico que podría llevarnos a una
nueva comprensión del modelo estándar de la física de partículas.
Como parte de un experimento llamado NA62, los
investigadores detectaron y midieron una forma ultra rara de desintegración de
una partícula subatómica llamada kaón. Se trata de una de las interacciones más
raras jamás observadas en la física de partículas: según los científicos, menos
de uno de cada diez mil millones de kaones se desintegra de esta manera.
El Modelo Estándar
predice esta desintegración de kaones, llamada “canal dorado”, con un
alto grado de precisión. Por tanto, observar el fenómeno en acción proporciona
una oportunidad única para poner a prueba nuestra comprensión actual del mundo
subatómico.
“Si medimos una
desviación del Modelo Estándar, es una clara señal de nueva física”, señaló
Cristina Lazzeroni, física de partículas de la Universidad de Birmingham, en una
entrevista.
Los kaones, también
conocidos como mesones K, están formados por dos quarks: un quark up y un quark
anti-strange. En esta desintegración
analizada en el CERN, una denominada ultrarrara ya que se produce una vez cada
10.000 millones, los kaones cargados se desintegran y producen otras tres
partículas: una partícula cargada llamada pión, así como un neutrino y un
neutrino de antimateria, o antineutrino.
Para observar este
escenario, los investigadores utilizaron el Super Sincrotrón de Protones del
CERN para lanzar un haz de protones de alta intensidad contra un objetivo
estacionario. Esto expulsó partículas secundarias, incluidos kaones, que fueron
medidas con precisión por un detector.
Los científicos
detectaron los kaones en el acto de esquivarlo: en números, los kaones cargados
sufrieron la desintegración ultra rara, aproximadamente 13 de cada 100 mil
millones de veces. Eso es
extraordinariamente raro. Pero según los investigadores, esto es
aproximadamente un 50 % más frecuente de lo que predice el Modelo Estándar,
una discrepancia que deberá conciliarse, de una manera u otra.
Sin embargo, esto no
es necesariamente la sentencia de muerte del Modelo Estándar. Debido a la
incertidumbre involucrada, es muy posible que sus predicciones sean compatibles
con lo que se encontró aquí.
Aun así, esta es la
detección más precisa de este tipo hasta la fecha. Los investigadores habían
observado previamente la desintegración ultra rara del kaón, pero esta es la
primera vez que se ha medido con una significación de cinco desviaciones
estándar, o cinco sigma, que es el estándar para hacer un descubrimiento en
física de partículas. Dependiendo del fenómeno en cuestión, significa que hay
solo un 0,00003% de posibilidades de que lo observado sea una casualidad
estadística.
“Buscar indicios de
nueva física en esta desintegración requiere más datos, pero este resultado es
un gran paso adelante y refuerza aún más el gran interés en esta línea de
investigación”, concluye el coordinador de física de NA62, Karim Massri, en un
comunicado.
