Tendencias21
Se consolida la posible quinta fuerza de la naturaleza

Se consolida la posible quinta fuerza de la naturaleza

La posible existencia de una quinta fuerza en la naturaleza se consolida, pero todavía se necesitan más investigaciones para confirmarla: el CERN intensifica la búsqueda de la misteriosa partícula X17 para comprobar su existencia.

Se consolida la posible quinta fuerza de la naturaleza

En 2015, un equipo de científicos detectó un fallo inesperado, o «anomalía», en una transición nuclear que podría explicarse por la intervención de una partícula desconocida.

Aproximadamente un año después, los teóricos sugirieron que la nueva partícula podría ser la evidencia de una nueva fuerza fundamental de la naturaleza.

En física de partículas, se denomina fuerza fundamental a cada una de las clases de interacciones​ entre las partículas subatómicas: la fuerza nuclear fuerte, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil y la fuerza gravitatoria.

La posibilidad de que existiera una quinta fuerza fundamental en la naturaleza provocó, entre otros estudios, una búsqueda directa de la partícula desconocida por la colaboración NA64 en el seno de  la Organización Europea para la Investigación nuclear, más conocida como CERN.

Segundo indicio

Un nuevo artículo del mismo equipo, dirigido por Atila Krasznahorkay en el instituto Atomki en Hungría, ha descubierto una segunda anomalía, en una transición nuclear similar, que también podría explicarse por la misma partícula hipotética.

La primera anomalía detectada por el equipo de Krasznahorkay se observó en una transición de los núcleos de berilio-8.

Esta transición emite un fotón virtual de alta energía que se transforma en un electrón y su contraparte de antimateria, un positrón.

Al examinar el número de pares de electrones-positrones en diferentes ángulos de separación, los investigadores encontraron un excedente inesperado de pares en un ángulo de separación de aproximadamente 140º.

El problema es que la teoría predice que el número de pares disminuye al aumentar el ángulo de separación, sin exceso en un ángulo particular.

Krasznahorkay y sus colegas razonaron que el exceso podría ser interpretado por la producción de una nueva partícula con una masa de aproximadamente 17 millones de electronvoltios (MeV), la partícula «X17», que se transformaría en un par electrón-positrón.

Nueva anomalía

La última anomalía observada por el equipo de Krasznahorkay, en un artículo que aún no se ha revisado por pares, también tiene la forma de un exceso de pares de electrones-positrones, pero esta vez el exceso es de una transición de núcleos de helio-4.

«En este caso, el exceso se produce en un ángulo de 115º, pero también se puede interpretar mediante la intervención de una partícula con una masa de aproximadamente 17 MeV», explicó Krasznahorkay. «El resultado respalda nuestro resultado anterior y la posible existencia de una nueva partícula elemental», agrega.

Sergei Gninenko, portavoz de la colaboración NA64 en el CERN, que no ha encontrado signos de X17 en su búsqueda directa, precisa: “las anomalías de Atomki podrían deberse a un efecto experimental, un efecto de física nuclear o algo completamente nuevo, como una nueva partícula. Para probar la hipótesis de que son causados ​​por una nueva partícula, es crucial un análisis teórico detallado de la compatibilidad entre los resultados de berilio-8 y helio-4, así como la confirmación experimental independiente”.

La colaboración NA64 busca X17 disparando un rayo de decenas de miles de millones de electrones desde el acelerador Super Proton Synchrotron hacia un objetivo fijo.

Si existiera X17, las interacciones entre los electrones y los núcleos producirían esta partícula, que luego se transformaría en un par electrón-positrón.

Sin indicios

Hasta ahora, la colaboración no ha encontrado indicios de que tales eventos ocurrieron, pero los datos obtenidos les permitieron excluir parte de los posibles valores para la fuerza de la interacción entre X17 y un electrón.

El equipo ahora está actualizando su detector para la próxima ronda de búsquedas, que se espera que sean más desafiantes pero al mismo tiempo más emocionantes, dice Gninenko.

Entre otros experimentos que también podrían buscar X17 en búsquedas directas está el experimento LHCb .

Jesse Thaler, físico teórico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, dice: “Para 2023, el experimento LHCb debería ser capaz de hacer una medición definitiva para confirmar o refutar la interpretación de las anomalías de Atomki como resultado de una nueva fuerza fundamental. Mientras tanto, los experimentos como NA64 pueden continuar reduciendo los posibles valores de las propiedades hipotéticas de las partículas, y cada nuevo análisis trae consigo la posibilidad (aunque remota) de descubrimiento».

Referencia

New evidence supporting the existence of the hypothetic X17 particle. A.J. Krasznahorkay et al. arXiv:1910.10459 [nucl-ex]

RedacciónT21

2 comentarios

RSS Lo último de Tendencias21

  • Revelan el origen de la falla geológica de Seattle, una de las más peligrosas del mundo 15 febrero, 2024
    Los datos magnéticos sugieren que la falla de Seattle, en Estados Unidos, se formó hace 55 millones de años, cuando la mitad sur de una cadena de islas volcánicas en subducción se amontonó sobre el continente y se separó de otra parte de la estructura, "desgarrando" el borde de América del Norte.
    Pablo Javier Piacente
  • Gigantescos "huevos espaciales" podrían ayudarnos a descubrir civilizaciones extraterrestres 15 febrero, 2024
    Un elipsoide SETI es un enfoque geométrico que identifica una región del espacio con forma de huevo, dentro de la cual cualquier civilización inteligente habría logrado observar un evento astronómico significativo, como por ejemplo una supernova, basándose en el tiempo que tarda la luz en viajar a través del espacio. Ahora, un nuevo análisis muestra […]
    Pablo Javier Piacente
  • Nuevo hito en la tecnología cuántica 15 febrero, 2024
    Investigadores alemanes han logrado un avance en la tecnología cuántica al visualizar las posiciones tridimensionales de átomos individuales en un cristal de diamante. Este logro allana el camino para la visualización de moléculas individuales con una precisión atómica, lo que podría revolucionar la investigación y el diseño de materiales y fármacos. Con un poco de […]
    ST/T21
  • ¿Qué pasaría si viajáramos a la velocidad de la luz? 15 febrero, 2024
    La física dice que es imposible, pero soñamos con la posibilidad de viajar a la velocidad de la luz. En ese supuesto, el tiempo se dilataría y se alteraría nuestro campo de visión, pero la fuerza de la aceleración nos destruiría. Sin ayuda alguna, no podemos ir a más de 45 kilómetros por hora.
    Redacción T21
  • Una extraña y antigua megaestructura acecha bajo el mar Báltico 14 febrero, 2024
    En la bahía alemana de Mecklenburg, a 21 metros de profundidad, los científicos han encontrado una antigua megaestructura que data de la Edad de Piedra, concretamente de hace más de 10.000 años. La estructura, que abarca una longitud de casi un kilómetro y está compuesta por piedras de distintos tamaños, desafía toda explicación natural: los […]
    Pablo Javier Piacente
  • Detectan por primera vez materia oscura en un cúmulo galáctico 14 febrero, 2024
    La materia oscura identificada, detectada indirectamente en un cúmulo conformado por miles de galaxias, podría ayudar a los científicos a comprobar la existencia de una estructura a gran escala que se extiende por todo el Universo: de esta forma, un "andamiaje" de materia oscura atravesaría todo el cosmos y sería el sostén de innumerables galaxias, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El primer implante cerebral de Neuralink en un humano está rodeado de misterio 14 febrero, 2024
    Existen dudas sobre si el primer implante cerebral a un humano, anunciado por Elon Musk el 29 de enero, se ha producido realmente, ya que todo está rodeado de falta de transparencia, ausencia de certificación científica, escasos detalles sobre su tecnología, sus métodos y sus resultados.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren un fármaco de animación suspendida que imita la hibernación 14 febrero, 2024
    Descubren un fármaco de "animación suspendida" que imita la hibernación y podría mejorar el trasplante de órganos, asegurar la supervivencia ante lesiones traumáticas y facilitar los viajes espaciales de larga duración.
    Redacción T21
  • La muerte los llama y ellos se juntan 13 febrero, 2024
    Un experimento desarrollado en "granjas de cadáveres" permitió comprobar que la descomposición de cuerpos humanos y de otras especies atrae siempre a las mismas variedades de microorganismos y hongos, sin importar el clima, la estación del año o la ubicación en el globo. Un mejor conocimiento de esta comunidad "universal" de descomponedores permitirá importantes avances […]
    Pablo Javier Piacente
  • Una corriente oceánica fundamental para el equilibrio climático podría anticipar su colapso 13 febrero, 2024
    Los científicos han descubierto una señal de advertencia clave antes que una corriente crucial del Atlántico colapse y sumerja al hemisferio norte en un verdadero caos climático: la Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC) genera una liberación de calor que ayuda a mantener a Europa, y también en parte a América del Norte, más […]
    Pablo Javier Piacente