Aunque a los neutrones les encanta asociarse con los protones para formar el núcleo de un átomo, las partículas siempre han sido conocidas por su renuencia a unirse entre sí. Pero de acuerdo con una nueva teoría propuesta, estas partículas pueden comunicarse en determinadas circunstancias, formando un nuevo tipo de "unpartícula", que podría ofrecer evidencia de un nuevo tipo de simetría en física.

Dam Thanh Son, el profesor universitario de física de la Universidad de Chicago, expuso el argumento en un estudio publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , del cual fue coautor con Hans-Werner Hammer de la Universidad Técnica de Darmstadt en Alemania.

El nuevo estudio se inspiró en una idea propuesta por primera vez en 2007 por el profesor de la Universidad de Harvard, Howard Georgi, quien sugirió que podría haber un fenómeno más allá de nuestra idea tradicional de materia.

"Todo lo que nos rodea está hecho de partículas, un punto localizado en el espacio que puede transportar energía, pero su idea era que en la naturaleza, tal vez podría haber algo que lleve energía, pero es menos nítido y más borroso, "dijo Son." Llamó juguetonamente a este concepto una 'unpartícula' ".

Son y Hammer querían intentar aplicar este concepto para comprender el comportamiento de las partículas en los núcleos de los átomos, especialmente los núcleos más exóticos, que aparecen y desaparecen durante eventos violentos en el universo, como cuando las estrellas explotan. "Solo conocemos una fracción de estos núcleos exóticos, "dijo Hijo.

Para estudiar estos exóticos núcleos atómicos en la Tierra, los científicos rompen núcleos pesados ​​entre sí en aceleradores. Lo que sale es un nuevo núcleo, y una lluvia de neutrones. Son y Hammer observaron que a medida que los neutrones salían y se alejaban, algunos que van en la misma dirección pueden continuar "hablando" entre sí, incluso después de que los demás hayan dejado de interactuar. Esta comunicación sostenida entre neutrones podría constituir un borroso "unnúcleo, "con sus propias propiedades distintas de los núcleos normales.

Para tener una idea de esta confusión, Hijo dijo, "Es un poco como la diferencia entre ser golpeado por una piedra, y ser golpeado por un chorro de agua ". Ambos transportan energía, pero la forma es diferente.

En su nuevo estudio, Son y Hammer explicaron cómo y dónde buscar evidencia de estos "unnuclei" en aceleradores, y una explicación general para el campo de lo que llamaron juguetonamente "física no nuclear".

Esto podría ser una manifestación, los científicos dijeron, de un tipo de simetría llamada simetría conforme. Las simetrías son fundamentales para la física moderna; son características comunes que permanecen incluso cuando cambia un sistema; la más famosa es que la velocidad de la luz es constante en todo el universo.

En simetría conforme, un espacio distorsionado, pero todos los ángulos se mantienen sin cambios. Por ejemplo, cuando se dibuja un mapa en 2D de toda la Tierra en 3D, es imposible conservar todas las distancias y ángulos al mismo tiempo. Sin embargo, algunos mapas, como una versión común dibujada por primera vez por Gerardus Mercator, se dibujan de modo que todos los ángulos permanezcan correctos, pero a costa de distorsionar mucho las distancias cercanas a los polos.

"Esta simetría conforme no aparece en el Modelo Estándar de física, pero figura en la propuesta de "unpartículas" de Georgi, y también aparece aquí, ", Dijo Son. La proporción de energía transportada por cada partícula en el" unnúcleo "permanece sin cambios incluso cuando la distancia entre ellas cambia.

"Fue una sorpresa para mi, porque inusualmente para la física nuclear, estos resultados parecen tener cierta universalidad, "dijo Hijo. Es decir, a diferencia de los muchos cálculos en física que dependen de la precisión de incluso los detalles y números más pequeños, "estos números no son sensibles a los detalles en absoluto, " él dijo.

Debido a que los cálculos son tan robustos incluso si faltan algunos detalles, Son dijo que si se confirma el argumento, los físicos podrían usar estas fórmulas para verificar otros cálculos.

Él y Hammer también notaron que este comportamiento puede ocurrir cuando los átomos se enfrían a temperaturas súper bajas, y en partículas exóticas llamadas tetraquarks, compuesto por dos quarks y dos antiquarks.

"Es interesante trabajar en un problema que puede tener consecuencias en tantos campos de la física, "Dijo el hijo.