La partícula X17 podría ayudar a explicar la materia oscura, la sustancia misteriosa que se cree que explica una gran cantidad de masa en el universo. Puede ser una "quinta fuerza" más allá de las cuatro explicadas en el Modelo Estándar de física. Pcharito / Wikimedia Commons (CC By-SA 3.0)

Es el cuarteto más importante de la ciencia. Hasta donde cualquiera ha podido probar, el universo está gobernado por cuatro "fuerzas fundamentales":la gravedad, electromagnetismo, la fuerza fuerte y la fuerza débil. Quizás no estén solos. En 2015, Según los informes, un equipo húngaro dirigido por el físico Attila Krasznahorkay descubrió nueva evidencia de una quinta fuerza fundamental, algo previamente desconocido para la ciencia.

El grupo subió otro artículo sobre el tema a arXiv (una base de datos de investigación) el 23 de octubre de 2019. Si bien muchos científicos se muestran escépticos sobre estos hallazgos, la investigación nos da la oportunidad de hablar sobre las principales fuerzas que todos damos por sentado.

Los cuatro fabulosos

Las fuerzas fundamentales son irreductibles, lo que significa que no se pueden dividir en otros, fuerzas más básicas. Estos son los fenómenos centrales detrás de cualquier otro tipo conocido de interacción física. Por ejemplo, fricción, la tensión y la elasticidad se derivan del electromagnetismo.

Y qué es eso, ¿usted pregunta? El electromagnetismo es una fuerza que afecta a todas las partículas cargadas positiva y negativamente. Aquellos con cargas opuestas se atraen mientras que los que llevan cargas "similares" se repelen entre sí. Este principio no solo mantiene los imanes en su refrigerador, pero también es la razón por la que los objetos sólidos pueden conservar sus formas.

Comparado con el electromagnetismo, la gravedad es bastante débil. Sorpresivamente suficiente, en realidad, es el más débil de los cuatro fundamentos, incluida la llamada "fuerza débil". (Llegaremos a ese en un momento). Por ahora, volvamos a la fuerza fuerte apropiadamente nombrada. Esto es lo que mantiene unidos a los núcleos atómicos, incluso a pesar de sus protones cargados, que están constantemente tratando de escapar.

Último, pero no menos importante, está la fuerza débil (también conocida como "interacción débil"). Transformando partículas, facilita la datación radiométrica, un proceso que utilizan los científicos para determinar las edades de los fósiles y los artefactos. Oh, ¿y sabías que la fuerza débil da poder al sol? Eso es algo importante.

Darle sentido a todo

Los científicos tienen una teoría que describe muy bien tres de esas fuerzas. Conocido como el modelo estándar de física, se compone de varias medidas y fórmulas matemáticas. También divide las partículas elementales en categorías y subcategorías.

"El Modelo Estándar (SM) de la física es el marco actual para describir el mundo subatómico en todas las energías, "Fue desarrollado después de la Segunda Guerra Mundial y cuento al menos 18 Premios Nobel de Física desde 1950 que han sido otorgados por contribuciones a su desarrollo", dice el físico del MIT Richard Milner, Richard Milner, en un correo electrónico.

Como todas las buenas teorías el modelo estándar ha predicho con precisión numerosos avances científicos, incluyendo el descubrimiento de la elusiva partícula del bosón de Higgs el 4 de julio, 2012.

Sin embargo, no responde a todas las preguntas. El Modelo Estándar no ofrece ninguna explicación para la gravedad y no ha acercado a los científicos a comprender la materia oscura. un ingrediente misterioso que constituye aproximadamente el 27 por ciento de nuestro universo.

La caza de la partícula X17

Aquí es donde entran Krasznahorkay y compañía. Durante un experimento de 2015 en el Instituto de Investigación Nuclear de la Academia Húngara de Ciencias, observaron la desintegración de átomos de berilio-8 excitados dentro de un acelerador de partículas. Normalmente, este proceso libera luz, que luego se convierte en electrones y positrones (un tipo de partícula subatómica con carga positiva).

Bastante seguro, eso fue lo que paso. Pero luego las cosas se pusieron interesantes. Normalmente, el berilio-8 se desintegra de forma predecible, sin embargo, un número extrañamente alto de estos electrones y positrones se repelió entre sí en un ángulo de 140 grados.

Para explicar el excedente, El equipo de Krasznahorkay argumentó que una partícula nunca antes vista se había formado cuando los átomos se desintegraron. Por sus cálculos, este teórico, El cuerpo subatómico tendría una masa de alrededor de 17 millones de electronvoltios. Siguieron adelante y lo llamaron la partícula "X17".

Ahora, X17 vuelve a ser noticia. Recientemente, los mismos científicos húngaros detectaron una anomalía en muestras en descomposición de Helio-4. Según su artículo arXiv, se liberó un excedente imprevisto de positrones y electrones, posiblemente porque se creó otra partícula X17.

Si esta partícula misteriosa existe, podría ser algo muy especial. Quizás, solo quizás, sea un bosón portador recién descubierto.

Caso no cerrado

Los bosones son partículas giratorias que probablemente carecen de estructura interna. Son conocidos por llevar fuerzas haciéndolos una parte integral del Modelo Estándar.

Bajo el modelo estándar, Milner explica, "Las fuerzas tienen lugar mediante el intercambio de los bosones 'portadores'" entre otras partículas subatómicas. Se dice que cada una de las cuatro fuerzas fundamentales tiene su propio bosón correspondiente. El que transporta la gravedad aún no ha sido encontrado, pero los bosones portadores asociados con la fuerza fuerte, la fuerza débil y el electromagnetismo están bien documentados.

Presumiblemente, X17 sería el bosón portador de una quinta fuerza fundamental que nunca supimos que existía. Y tal vez dicha fuerza esté relacionada de alguna manera con la materia oscura.

Pero nos estamos adelantando. Verás, No hay pruebas contundentes de que X17 exista en primer lugar. La Organización Europea para la Investigación Nuclear, más conocida como CERN, aún no ha encontrado ningún rastro de la partícula. Y el nuevo artículo de arXiv aún está esperando la revisión por pares de otros científicos.

"Los grupos independientes deben realizar experimentos para establecer la existencia del X17. El experimento húngaro debe repetirse, "escribe Milner. Él y sus colegas han ideado una propuesta para intentar generar partículas X17 en un" experimento de dispersión "en las instalaciones de Thomas Jefferson National Accelerator en Newport News, Virginia.

En el presente, el modelo estándar no tiene en cuenta ninguna nueva fuerza fundamental. Entonces, si el X17 y la "quinta fuerza" que supuestamente lleva son reales, tendremos que modificar el buen viejo SM. A todos los precios, está claro que el mundo subatómico todavía está plagado de secretos.

Ahora que es gracioso

En el día de los inocentes, 2018, El CERN anunció el descubrimiento de una partícula (ficticia) "Humpty Dumpty". En un comunicado de prensa falso, una fuente afirmó:"Nos tomó algo de tiempo descifrar los datos, pero lo hicimos con el lado soleado hacia arriba. Este resultado no fue demasiado fácil de lograr ... En un momento, estábamos pisando cáscaras de huevo para evitar que otras colaboraciones robaran los datos ".