MADRID, 12 Jun. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo hallazgo, fruto de la revisión de tres experimentos separados, podría cambiar los fundamentos mismos de nuestra comprensión de la Física de partículas y del Universo.
Los estudios sugieren que la universalidad del lepton --una suposición fundamental del modelo estándar-- no se sostiene. En cambio, apuntan a la existencia de un nuevo fenómeno que existe fuera del modelo estándar de la física de partículas.
El Modelo Estándar de la física de partículas describe y predice el comportamiento de todas las partículas y fuerzas conocidas, excepto la gravedad. Entre ellas se encuentran los leptones cargados: electrones, muones y taus.
Un supuesto fundamental del Modelo Estándar es que las interacciones de estas partículas elementales son las mismas a pesar de sus diferentes masas y vidas. Eso es la universalidad lepton. Las pruebas de precisión que comparan los procesos que implican electrones y muones no han revelado ninguna violación definitiva de esta suposición, pero estudios recientes del lepton tau de mayor masa han producido observaciones que desafían la teoría.
Una nueva revisión de los resultados de tres experimentos apunta a la fuerte posibilidad de que la universalidad del lepton -y tal vez en última instancia el Modelo Estándar- pueda tener que ser revisada. Los hallazgos de un equipo de físicos internacionales, entre ellos el investigador postdoctoral de la UC Santa Bárbara, Manuel Franco Sevilla, aparecen en la revista Nature.
"Como parte de mi tesis doctoral en Stanford, que se basó en trabajos anteriores realizados en la UCSB por los profesores Jeff Richman y Michael Mazur, vimos la primera observación significativa de algo más allá del Modelo Estándar en el experimento BaBaR realizado en el SLAC National Accelerator Laboratorio", dijo en un comunicado Franco Sevilla. Esto fue significativo, pero no definitivo, agregó, señalando que se observaron resultados similares en experimentos más recientes realizados en Japón (Belle) y en Suiza (LHCb).
De acuerdo con Franco Sevilla, los tres experimentos, juntos, demuestran un resultado más fuerte que desafía la universalidad del lepton al nivel de cuatro desviaciones estándar, lo que indica un 99,95 por ciento de certeza.
BaBaR, que significa detector B-Bbar (anti-B), y Belle se llevaron a cabo en fábricas B. Estos colisionadores de partículas están diseñados para producir y detectar partículas de mesones B-inestables que resultan cuando los poderosos haces de partículas chocan, por lo que sus propiedades y comportamiento se pueden medir con alta precisión en un ambiente limpio. El LHCb (Large Hadron Collider b) proporcionó un entorno de energía más alta que produjo más fácilmente mesones B y cientos de otras partículas, lo que dificultó la identificación.
No obstante, los tres experimentos, que midieron las proporciones relativas de desintegración del mesón B, presentaron resultados notablemente similares. Las tasas de algunos decaimientos que implican el lepton tau pesado, en relación con los que implican los leptones ligeros --electrones o muones- fueron más altas que las predicciones del Modelo Estándar.
"El lepton tau es clave porque el electrón y el muón han sido bien medidos", explicó Franco Sevilla. "Ahora los físicos son capaces de estudiar mejor los taus, y estamos viendo que tal vez la universalidad lepton no está satisfecha como el modelo estándar afirma".
Aunque intrigantes, los resultados no se consideran suficientes para establecer una violación de la universalidad del lepton. Para anular este precepto de la física, se requeriría un significado de al menos cinco desviaciones estándar. Sin embargo, Franco Sevilla señaló que el hecho de que los tres experimentos observaron una tasa de decaimiento tau más alta de lo esperado mientras operaban en diferentes ambientes es notable.
Una confirmación de estos resultados apunta a nuevas partículas o interacciones y podría tener profundas implicaciones para la comprensión de la física de partículas. "No estamos seguros de la confirmación de estos resultados a largo plazo", dijo Franco Sevilla. "Primero, necesitamos asegurarnos de que sean verdaderos y luego necesitaremos experimentos auxiliares para determinar el significado".
