Este verano en Chicago, del 3 al 10 de agosto, teóricos y físicos experimentales de todo el mundo participarán en la Conferencia Internacional de Física de Alta Energía (ICHEP). Uno de los aspectos más destacados de esta conferencia proviene de los Laboratorios CERN, donde los físicos de partículas están mostrando la riqueza de nuevos datos que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha producido en lo que va del año.
Pero en medio de toda la emoción que surge de poder mirar los más de 100 últimos resultados, algunas malas noticias también tuvieron que ser compartidas. Gracias a todos los nuevos datos proporcionados por el LHC, la posibilidad de que se descubriera una nueva partícula elemental, una posibilidad que había comenzado a aparecer probablemente hace ocho meses, ahora se ha desvanecido. ¡Qué pena, porque la existencia de esta nueva partícula habría sido innovadora!
Las indicaciones de esta partícula aparecieron por primera vez en diciembre de 2015, cuando equipos de físicos que usaban dos de los detectores de partículas del CERN (ATLAS y CMS) notaron que las colisiones realizadas por el LHC estaban produciendo más pares de fotones de lo esperado, y con una energía combinada. de 750 gigaelectronvoltios. Si bien la explicación más probable fue una casualidad estadística, había otra posibilidad tentadora: que estaban viendo evidencia de una nueva partícula.
Si esta partícula fuera de hecho real, entonces probablemente sería una versión más pesada del bosón de Higgs. Esta partícula, que da masa a otras partículas elementales, había sido descubierta en 2012 por investigadores del CERN. Pero mientras que el descubrimiento del bosón de Higgs confirmó el Modelo Estándar de Física de Partículas (que ha sido la convención científica durante los últimos 50 años), la posible existencia de esta partícula era incompatible con él.
Otra teoría, quizás aún más emocionante, era que la partícula era el gravitrón largamente buscado, la partícula teórica que actúa como el "portador de fuerza" para la gravedad. Si de hecho fuera esta partícula, entonces los científicos finalmente tendrían una manera de explicar cómo la Relatividad General y la Mecánica Cuántica van juntas, algo que las eludió durante décadas e inhibió el desarrollo de una Teoría del Todo (ToE).
Por esta razón, ha habido un alto grado de entusiasmo en la comunidad científica, con más de 500 artículos científicos producidos sobre el tema. Sin embargo, gracias a la gran cantidad de datos proporcionados en los últimos meses, los investigadores del CERN se vieron obligados a anunciar el viernes en ICEP 2016 que no había nueva evidencia de una partícula.
Los resultados fueron presentados por representantes de los equipos que notaron por primera vez los datos inusuales en diciembre pasado. En representación del detector ATLAS del CERN, que primero notó los pares de fotones, estaba Bruno Lenzi. Mientras tanto, Chiara Rovelli representa al equipo de la competencia que utiliza el solenoide compacto de muón (CMS), que confirmó las lecturas.
Como mostraron, las lecturas que indicaron una protuberancia en los pares de fotones en diciembre pasado han entrado en la línea plana, eliminando cualquier duda sobre si fue una casualidad o no. Sin embargo, como Tiziano Campores, un portavoz de C.M.S. - fue citado por el New York Times Como dijo en la víspera del anuncio, los equipos siempre habían tenido claro que esto no era una posibilidad probable:
"No vemos nada. De hecho, incluso hay un pequeño déficit exactamente en ese punto. Es decepcionante porque se ha hecho mucha publicidad al respecto. [Pero] siempre hemos sido muy geniales al respecto ".
Estos resultados también se expresaron en un documento presentado al CERN por el C.M.S. equipo en el mismo día. Y los Laboratorios CERN se hicieron eco de esta declaración en un reciente comunicado de prensa que abordó la última transferencia de datos que se presentó en ICEP 2016:
"En particular, la sugerencia intrigante de una posible resonancia a 750 GeV que se descompone en pares de fotones, lo que causó un interés considerable de los datos de 2015, no ha reaparecido en el conjunto de datos mucho más grande de 2016 y, por lo tanto, parece ser una fluctuación estadística".
Todas estas fueron noticias decepcionantes, ya que el descubrimiento de una nueva partícula podría haber arrojado algo de luz sobre las muchas preguntas que surgen del descubrimiento del bosón de Higgs. Desde que se observó por primera vez en 2012, y luego se confirmó, los científicos han estado luchando por comprender cómo es que lo que le da a otras partículas su masa podría ser tan "ligero".
A pesar de ser la partícula elemental más pesada, con una masa de 125 mil millones de electronvoltios, la teoría cuántica predijo que el bosón de Higgs tenía que ser billones de veces más pesado. Para explicar esto, los físicos teóricos se han estado preguntando si, de hecho, hay otras fuerzas en funcionamiento que mantienen a raya la masa del bosón de Higgs, es decir, algunas partículas nuevas. Si bien todavía no se han descubierto nuevas partículas exóticas, los resultados hasta ahora han sido alentadores.
Por ejemplo, demostraron que los experimentos de LHC ya han registrado aproximadamente cinco veces más datos en los últimos ocho meses que en todo el año pasado. También ofrecieron a los científicos un vistazo de cómo se comportan las partículas subatómicas a energías de 13 billones de electronvoltios (13 TeV), un nuevo nivel que se alcanzó el año pasado. Este nivel de energía ha sido posible gracias a las actualizaciones realizadas en el LHC durante su pausa de dos años; antes de lo cual, funcionaba solo a media potencia.
Otra cosa de la que vale la pena presumir fue el hecho de que el LHC superó todos los registros de rendimiento anteriores en junio pasado, alcanzando una luminosidad máxima de mil millones de colisiones por segundo. Poder realizar experimentos a este nivel de energía e involucrar tantas colisiones ha proporcionado a los investigadores del LHC un conjunto de datos lo suficientemente grande como para que puedan realizar mediciones más precisas de los procesos del Modelo Estándar.
En particular, podrán buscar interacciones de partículas anómalas a alta masa, lo que constituye una prueba indirecta para la física más allá del Modelo Estándar, específicamente nuevas partículas predichas por la teoría de la supersimetría y otras. Y aunque todavía tienen que descubrir nuevas partículas exóticas, los resultados hasta ahora han sido alentadores, principalmente porque muestran que el LHC está produciendo más resultados que nunca.
Y aunque descubrir algo que podría explicar las preguntas derivadas del descubrimiento de los bosones de Higgs habría sido un gran avance, muchos coinciden en que era demasiado pronto para hacernos ilusiones. Como dijo Fabiola Gianotti, directora general del CERN:
"Estamos justo al comienzo del viaje. El excelente rendimiento del acelerador LHC, los experimentos y la informática son un excelente augurio para una exploración detallada y completa de varias escalas de energía de TeV, y un progreso significativo en nuestra comprensión de la física fundamental ".
Por el momento, parece que todos tendremos que ser pacientes y esperar a que se produzcan más resultados científicos. Y todos podemos consolarnos en el hecho de que, al menos por ahora, el Modelo Estándar todavía parece ser el correcto. Claramente, no hay atajos cuando se trata de descubrir cómo funciona el Universo y cómo todas sus fuerzas fundamentales se unen.
