Físicos hallan evidencias de una quinta fuerza de la naturaleza


Hallan evidencias de la existencia de la quinta fuerza en la naturaleza
Crédito: Lumina Obscura/Pixabay / Mystery Science

Un equipo de físicos en Hungría creen haber encontrado más evidencia sobre la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza, lo que nos obligaría a repensar nuestra comprensión del Universo y cómo funciona.

 

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La quinta fuerza también podría ayudar a los investigadores a explicar y detectar la materia oscura, que se teoriza para representar el 85 por ciento del universo.

En 2015, los físicos húngaros detectaron por primera vez una quinta fuerza en la desintegración radiactiva del berilio. Ahora, el mismo grupo ha visto un segundo ejemplo de esta quinta fuerza en un experimento que involucra helio, junto con la partícula que creen que lo transporta. Han llamado a la partícula X17.

Cómo lo descubrieron

Attila Krasznahorkay y sus colegas del Instituto de Investigación Nuclear (Atomki), de Budapest, Hungría, comenzaron en 2015 disparando protones al isótopo litio-7, creando berilio-8, un isótopo inestable, en un esfuerzo por analizar cómo emitiría luz como se descompone.

La descomposición de sus partículas no salió como se esperaba. Se supone que el berilio-8 se transforma en un positrón y un electrón, y a medida que aumenta la energía de la luz, el ángulo entre las dos partículas debería disminuir y eventualmente separarse por completo.

Los físicos húngaros observaron el electrón y el positrón separados en un ángulo de 140 grados. Se cree que en el momento en que el átomo se descompone, el exceso de energía crea una partícula desconocida recién descubierta. Una vez que esa partícula decayó, casi de inmediato, se convirtió en un positrón y un electrón reconocibles.

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El experimento fue repetido más tarde con los mismos resultados por un grupo de investigadores en Estados Unidos. Se cree que una partícula completamente nueva podría, de hecho, ser responsable de la anomalía, ya que sus características implican que tendría que ser un tipo de bosón fundamental (bosón-portador) completamente nuevo, una partícula que pueda transportar fuerzas.

Una nueva fuerza fundamental

Física Cuántica
Crédito: fnal.gov

La nueva partícula se describe como un «bosón X protofóbico». Por el momento solo conocemos cuatro fuerzas fundamentales, mientras que tres de ellas tienen bosones que llevan sus mensajes de repulsión y atracción; la fuerza de la gravedad es transportada por una partícula hipotética conocida como gravitón, que los científicos aún no han detectado.

Pero este nuevo bosón no podría ser una de las partículas conocidas por transportar las cuatro fuerzas ya establecidas, debido a su masa distintiva. El nuevo bosón tiene 17 megaelectronvoltios, que es aproximadamente 33 veces el tamaño de un electrón. También tiene una vida útil pequeña de aproximadamente 10 a menos 14 segundos.

Partícula X17

Para continuar su investigación, el equipo de Krasznahorkay cambió su enfoque de mirar la descomposición del berilio-8 al estado de un átomo de helio excitado. En lugar de separarse en un ángulo de 140, los positrones y los electrones se separaron en un ángulo más cercano a 115 grados.

El equipo calculó el núcleo del helio, que podría haber producido un bosón con una masa de poco menos de 17 megaelectronvoltios, por eso llaman a la partícula X17. Pero todavía queda un largo camino para ser conocido como una partícula oficial que se puede agregar a los modelos de la materia.

«Según la masa, es probable que sea la misma partícula X17, que sugerimos recientemente para describir la anomalía observada en 8Be», escribe el equipo de investigación.

Las teorías existentes, nos indican que el Universo funciona debido a la acción de cuatro fuerzas fundamentales: electromagnetismo, gravedad y dos interacciones nucleares, la fuerte, que mantiene la cohesión de los núcleos atómicos, y la débil, responsable de los fenómenos de desintegración radiactiva. El hecho de que este extraño bosón interactúe con neutrones sugiere una fuerza que no se parece en nada a los cuatro tradicionales.

El experimento inicial del equipo fue aceptado en la revista, Physical Review Letters. Su último hallazgo y estudio aún no se ha revisado por pares, pero se publicó en arXiv, un archivo en línea para investigaciones.

 

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Andrea González
Editora de Mystery Science Net. Tengo predilección por la ciencia y los misterios que esta engloba. Gracias por tu visita.

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