Es el cuarteto más importante de la ciencia. Hasta donde cualquiera ha podido probar, el universo está gobernado por cuatro "fuerzas fundamentales": la gravedad , el electromagnetismo, la fuerza fuerte y la fuerza débil. Quizás no estén solos. En 2015, un equipo húngaro dirigido por el físico Attila Krasznahorkay descubrió nuevas pruebas 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 brinda 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 descomponer en otras fuerzas más básicas. Estos son los fenómenos centrales detrás de cualquier otro tipo conocido de interacción física. Por ejemplo, la fricción, la tensión y la elasticidad se derivan del electromagnetismo .
¿Y qué es eso, preguntas? 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, sino que también es la razón por la que los objetos sólidos pueden conservar sus formas.
En comparación con el electromagnetismo, la gravedad es bastante débil. Sorprendentemente, en realidad es el más débil de los cuatro fundamentos, incluida la llamada "fuerza débil". (Llegaremos a ese en un momento.) Por ahora, pasemos a la fuerza fuerte con el nombre apropiado . Esto es lo que mantiene unidos a los núcleos atómicos, incluso a pesar de sus protones cargados, que constantemente intentan escapar.
Por último, pero no menos importante, está la fuerza débil (también conocida como "interacción débil"). Al transformar 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 impulsa al sol ? Es un gran problema.
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", dice el físico del MIT Richard Milner en un correo electrónico. "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".
Como todas las buenas teorías, el Modelo Estándar ha predicho con precisión numerosos avances científicos, incluido el descubrimiento de la escurridiza partícula del bosón de Higgs el 4 de julio de 2012.
Sin embargo, no responde a todas las preguntas. El Modelo Estándar no ofrece una 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 en juego 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 emocionados 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).
Efectivamente, eso es lo que sucedió. Pero luego las cosas se pusieron interesantes. Normalmente, el berilio-8 se desintegra de una manera predecible, pero 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 se había formado una partícula nunca antes vista cuando los átomos se desintegraron. Según sus cálculos, este cuerpo subatómico teórico 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 existe esta partícula misteriosa, 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 . Se sabe que llevan fuerzas, lo que los convierte en una parte integral del modelo estándar.
Según el modelo estándar, explica Milner, "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 se ha 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. Verá, 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 del Acelerador Nacional Thomas Jefferson en Newport News, Virginia.
En la actualidad, 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 viejo SM. En todo caso, está claro que el mundo subatómico todavía está plagado de secretos.
Ahora eso es gracioso
El Día de los Inocentes de 2018, el CERN anunció el descubrimiento de una partícula (ficticia) "Humpty Dumpty" . En un comunicado de prensa falso, una fuente afirmó: "Nos llevó algo de tiempo descifrar los datos, pero lo conseguimos. Este resultado no fue demasiado fácil de lograr ... En un momento dado, estuvimos pisando cáscaras de huevo para evitar otras colaboraciones de la caza furtiva de datos ".
