¿Qué demonios ocurre con los muones?

Por Daniel Marín, el 3 noviembre, 2008. Categoría(s): Física ✎ 6

Salvo por la inauguración del LHC, la física de partículas es una disciplina que no ha dado muchas sorpresas en los últimos años. Esto podría cambiar a la luz de los extraños resultados obtenidos por el detector CDF en el venerable acelerador Tevatrón del Fermilab (Illinois, EE UU). Al igual que el LHC, el Tevatrón es un acelerador de hadrones, es decir, hace colisionar haces de protones contra haces de antiprotones y se dedica a explorar los resultados de los fuegos artificiales resultantes a la espera de que aparezca algo nuevo…y parece que ahora ha aparecido. Uno de los objetivos del experimento CDF es estudiar la creación de pares de quarks bottom-antibottom (b-bbar, , en la jerga física, conocidos también como mesones Y o estados bottomonium). El quark bottom, al igual que su antipartícula, es inestable y se desintegra en un picosegundo, produciendo muones (primos masivos de los electrones), que son fácilmente detectados. El caso es que al interpretar los datos del CDF, la sección eficaz del par b-bbar no coincide con lo esperado, es decir, el número de muones que se observan no coinciden con los cálculos teóricos. Este fenómeno podría deberse a la existencia de una nueva partícula con una vida media de 20 picosegundos, lo cual iría en contra de lo establecido por el Modelo Estándard. Esto no puede parecer muy excitante, al fin y al cabo, ¿qué más da una partícula más o menos? Si no es el bosón de Higgs, un axión o una partícula supersimétrica, lo demás no parece muy importante.

Sin embargo, hay que recordar que el Modelo Estándard ha sido un completo éxito en los últimos treinta años y que todos los experimentos de física de partículas realizados desde entonces prácticamente se han limitado a concretar parámetros (masas, vidas medias, etc.), sin descubrir ninguna grieta en el sólido edificio del Modelo. El descubrimiento del Bosón de Higgs o de alguna partícula supersimétrica sería un avance impresionante, pero previsto. Si se llega a confirmar la existencia de esta partícula estaríamos ante una sorpresa en toda regla, y una difícil de encajar en el Modelo. Hasta ahora, una de las pocas propuestas que podría explicar la existencia de esta partícula fantasma sería una misteriosa Teoría Unificada de la Materia Oscura, que, de confirmarse, sería revolucionaria.

La confirmación podría llegar de la mano del detector D0, también en el Tevatrón. ¿Estamos ante una revolución de la física de partículas o un error de cálculo a la hora de apreciar la contribución de los piones de fondo? El tiempo dirá.

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6 Comentarios

  1. Al final va a ser lo que dijo el maestro Hawking, que va a ser mas emocionante no encontrar lo que estabamos buscando en vez de encontrarlo.
    Que maravilla haberme tropezado con este blog! te seguiré de cerca crack que eres un crack!!

  2. ¡Qué tal! Según leí en el Universo Elegante de Brian Greene el descubrimiento de la supersimetría reforzaría tanto el modelo estándar como la teoría de cuerdas porque ambas predicen estas partículas. Pero corrígeme recuerdo que la teoría de cuerdas no predice un Bosón que otorgue masa a las partícualas como sería el de Higgs ya que se considera la masa como un cierto tipo de vibración de cada partícula.
    Otra cosa, dices que esta hipotética nueva partícula no es predicha por el modelo estándar, ¿pero acaso sabes si la teoría de cuerdas sí la predice? Soy un entusiasta de las cuerdas, ¿se nota?
    Por cierto, jamás había esuchado de la teoría unificada de la materia oscura. ¡Gracias por el link!

  3. Neo VOn: gracias hombre….

    anónimo: la supersimetría es una condición necesaria para la Teoría M (o supercuerdas, de ahí lo de «super»), pero no demuestra que la Teoría M sea cierta. Dicho de otro modo, las supercuerdas necesitan que la supersimetría exista, pero podría existir la supersimetría aunque la teoría M no fuese correcta.

    Un saludo.

    La Teoría M incorpora el bosón (o bosones) de Higgs, ya que éste es una pieza fundamental del modelo estándar. En la teoría M la masa no es un estado de vibración de una cuerda/brana. Los distintos estados de vibración son precisamente partículas distintas. El problema de la Teoría M es que no «predice» nada, salvo la existencia del gravitón y múltiples dimensiones. Hay que «alimentar» la teoría con datos y constantes para que produzca modelos que se parezcan al mundo real, si no, los posibles universos que genera la teoría son casi infinitos.

  4. De nuevo el anónimod de antes. Gracias por la explicación, intentaré digerirla, jejeje. De verdad que tu blog es lo primero que visito cuando me conecto. ¡Sigue así!

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Por Daniel Marín, publicado el 3 noviembre, 2008
Categoría(s): Física