Descubrimiento De Partículas Tiene Físicos Abuzz

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En un desarrollo que los físicos llaman "enorme" e "inesperado", los investigadores han medido lo que podría ser una nueva partícula subatómica. El hallazgo, del acelerador de partículas de tevatron en fermilab, podría llevar a los físicos a modificar la teoría reinante de la fisica

Esta historia fue actualizada a las 6:04 p.m. ET

En un desarrollo que los físicos llaman "enorme", "tentador" e "inesperado", los investigadores han medido una señal que podría anunciar un nuevo tipo de partícula o fuerza de la naturaleza.

Sin embargo, el hallazgo aún no es concluyente y deja a muchos investigadores escépticos.

El descubrimiento proviene de un triturador de átomos llamado Tevatron en el laboratorio de física Fermilab en Batavia, Illinois. Dentro del acelerador allí, las partículas aumentan hasta la velocidad de la luz a medida que corren alrededor de un anillo de 4 millas (6,3 km). Cuando dos partículas chocan, se desintegran en otras partículas exóticas en un poderoso derramamiento de energía. [Física loca: las pequeñas partículas más frescas de la naturaleza]

Los científicos analizaron miles de estas colisiones y encontraron un patrón sospechoso en unos 250 casos más de lo previsto. En estos casos, los productos de la colisión entre un protón y su compañero de antimateria, el antiprotón, fueron diferentes de lo esperado.

Zumbido

"Todo el mundo de la física está repleto de este resultado", dijo el físico David Kawall, de la Universidad de Massachusetts Amherst, a WordsSideKick.com.

El descubrimiento, publicado por primera vez en el New York Times, se anunció en línea el martes (5 de abril) cuando los investigadores publicaron una versión preliminar de su trabajo de investigación en el sitio de preimpresión ArXiv.org.

"Esto es enorme: un descubrimiento inesperado que podría transformar completamente la física de alta energía y también la cosmología, ya que los dos campos se unen en la cadera", dijo el astrofísico Michael S. Turner, director del Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad. de Chicago, escribió en un correo electrónico a WordsSideKick.com. "Pero hay un gran IF: si se mantiene y no se explica en la física estándar del modelo".

Muchos investigadores se hicieron eco de esa advertencia: el descubrimiento podría ser significativo, pero es demasiado pronto para decirlo, porque se requieren más datos para confirmar que el patrón de Tevatron es más que una anomalía estadística.

"La importancia estadística de la señal es interesante, pero no convincente", dijo el físico Eugene W. Beier, de la Universidad de Pennsylvania. "Los experimentadores necesitan más datos. Si la señal se mantiene en el nivel de desviación estándar de cinco, es una indicación de algo más allá del rango de lo que esperábamos".

El nivel de significación estadística en los datos ahora es un poco más de tres desviaciones estándar, lo que significa que la probabilidad de que sea una anomalía aleatoria es menor que 1 en 1,000. Por lo tanto, el hallazgo es significativo y merece una investigación, pero no es concluyente, dicen los investigadores. Si se realizan suficientes mediciones adicionales, y el patrón mantiene hasta cinco desviaciones estándar, es probable que más físicos estén convencidos.

"No estoy convencido", dijo el físico Sheldon Stone de la Universidad de Syracuse. "Se basa en una estimación detallada de los fondos y pequeños cambios podrían eliminar el resultado".

Materia de colisión y antimateria.

El Tevatron ha estado colisionando protones y antiprotones desde la década de 1980, y ya ha hecho muchos hallazgos importantes, incluido el descubrimiento en 1995 del quark top, una versión exótica de las partículas fundamentales que forman los protones y los neutrones.

"Este resultado tentador de la colaboración de los CDF ciertamente podría cambiar el juego", dijo Gavin Salam, físico del laboratorio de investigación CERN en Ginebra, Suiza. "Si se confirma, sería la primera vez que se observa una nueva partícula en un experimento de colisionador desde que se descubrió el quark top en Fermilab en 1995".

En el nuevo hallazgo, los científicos del experimento del Detector de colisionadores de Tevatron en Fermilab (CDF) encontraron que las colisiones de partículas produjeron una incidencia mayor a la predicha de cierto patrón de subproductos: una partícula pesada llamada bosón W y dos chorros de peso ligero Partículas con una energía total que fue inesperada.

La energía de los chorros podría indicar que provienen de una partícula subatómica nunca antes vista, dicen los científicos. Una de las partículas teóricas más buscadas con avidez es el llamado bosón de Higgs, la partícula pensada para otorgar masa a otras partículas. Sin embargo, la señal que encontró el equipo de Tevatron no coincide con lo que se espera de los Higgs.

"No sería nada como un bosón de Higgs estándar, ya que la tasa de producción es demasiado alta", dijo el físico de la Universidad de Rutgers Matt Strassler. "Más allá de eso, es difícil de decir; simplemente no tenemos todavía suficiente información".

Y debido a que las partículas están ligadas a las fuerzas de la naturaleza, el descubrimiento podría incluso indicar una fuerza fundamental además de las cuatro conocidas: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuertes y débiles.

"Si este es de hecho el primer indicio de física nueva confirmado por otras mediciones con estadísticas más altas, sería muy emocionante", dijo el físico Jamie Nagle, de la Universidad de Colorado, Boulder. "Exactamente, lo emocionante depende de qué nueva física resulte ser, lo que no se puede determinar solo con estos resultados".

El hallazgo también podría ser una reivindicación para el Tevatron, que está previsto que se cierre en septiembre de 2011 por razones presupuestarias. Aunque alguna vez fue el acelerador de partículas más poderoso del planeta, recientemente fue superado por el nuevo Gran Colisionador de Hadrones en el CERN.

Si el descubrimiento del Tevatron representa un evento real, y no un blip de estadísticas, es probable que también se vea en el LHC. Hasta entonces, muchos científicos dicen que se reservarán el juicio.

Por ahora, sin embargo, la emoción ciertamente continúa.

"He pasado la mayor parte del día discutiendo la viabilidad de estos resultados y las posibles explicaciones con colegas de todo el mundo", dijo el físico de la Universidad de Cornell Csaba Csaki. "Si de hecho resulta ser la señal de una nueva partícula, sería extremadamente importante, potencialmente" cambiante de juego ". Sin embargo, en este punto, sería extremadamente cauteloso al declarar el descubrimiento de una nueva partícula. Si bien el resultado definitivamente debe tomarse en serio, se debe hacer mucho más trabajo antes de que pueda aceptarse como un hecho ".

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