Los hallazgos recientes que indican el posible descubrimiento de una partícula subatómica previamente desconocida pueden ser evidencia de una quinta fuerza fundamental de la naturaleza, según un artículo publicado en la revista Cartas de revisión física por físicos teóricos de la Universidad de California, Irvine.
"Si es cierto, es revolucionario", dijo Jonathan Feng, profesor de física y astronomía. "Durante décadas, hemos conocido cuatro fuerzas fundamentales: la gravitación, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuertes y débiles. Si se confirman mediante experimentos adicionales, este descubrimiento de una posible quinta fuerza cambiaría completamente nuestra comprensión del universo, con consecuencias para la unificación de fuerzas y materia oscura ".
Los investigadores de la UCI se encontraron con un estudio de mediados de 2015 realizado por físicos nucleares experimentales de la Academia de Ciencias de Hungría que buscaban "fotones oscuros", partículas que significarían materia oscura invisible, que según los físicos constituye aproximadamente el 85 por ciento del universo.masa. El trabajo de los húngaros descubrió una anomalía de desintegración radiactiva que apunta a la existencia de una partícula de luz 30 veces más pesada que un electrón.
"Los experimentales no pudieron afirmar que era una nueva fuerza", dijo Feng. Simplemente vieron un exceso de eventos que indicaban una nueva partícula, pero no les quedó claro si era una partícula de materia ouna partícula portadora de fuerza. "
El grupo de la UCI estudió los datos de los investigadores húngaros, así como todos los demás experimentos anteriores en esta área y mostró que la evidencia desfavorece fuertemente tanto las partículas de materia como los fotones oscuros. Sin embargo, propusieron una nueva teoría que sintetiza todos los datos existentes y determinóque el descubrimiento podría indicar una quinta fuerza fundamental. Su análisis inicial se publicó a fines de abril en el servidor público en línea arXiv, y el viernes se publicó un documento de seguimiento que amplía las conclusiones del primer trabajo en el mismo sitio web.
El trabajo de la UCI demuestra que en lugar de ser un fotón oscuro, la partícula puede ser un "bosón X protofóbico". Mientras que la fuerza eléctrica normal actúa sobre electrones y protones, este bosón recién descubierto interactúa solo con electrones y neutrones, y en unrango extremadamente limitado. El coautor del análisis, Timothy Tait, profesor de física y astronomía, dijo: "No hay otro bosón que hayamos observado que tenga esta misma característica. A veces también lo llamamos simplemente el 'bosón X', donde 'X'significa desconocido. "
Feng señaló que los experimentos adicionales son cruciales. "La partícula no es muy pesada, y los laboratorios han tenido las energías necesarias para producirla desde los años 50 y 60", dijo. "Pero la razón por la que ha sido difícil de encontrar esque sus interacciones son muy débiles. Dicho esto, debido a que la nueva partícula es tan liviana, hay muchos grupos experimentales que trabajan en pequeños laboratorios en todo el mundo que pueden hacer un seguimiento de las afirmaciones iniciales, ahora que saben dónde buscar ".
Como muchos avances científicos, este abre campos de investigación completamente nuevos.
Una dirección que intriga a Feng es la posibilidad de que esta quinta fuerza potencial pueda unirse a las fuerzas electromagnéticas y nucleares fuertes y débiles como "manifestaciones de una fuerza mayor y más fundamental".
Citando la comprensión de los físicos del modelo estándar, Feng especuló que también puede haber un sector oscuro separado con su propia materia y fuerzas. "Es posible que estos dos sectores hablen entre sí e interactúen entre sí a través de algo velado pero fundamentalinteracciones ", dijo." Esta fuerza del sector oscuro puede manifestarse como esta fuerza protofóbica que estamos viendo como resultado del experimento húngaro. En un sentido más amplio, encaja con nuestra investigación original para comprender la naturaleza de la materia oscura."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Irvine . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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