martes, 25 de agosto de 2015

LHC descubre partículas que desafían el modelo estándar de la física

Empleando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, un equipo internacional de investigadores ha encontrado evidencias de algo que los físicos han pasado décadas esperando: partículas subatómicas se comportan de una manera que desafía el modelo estándar. En la física de partículas, el Modelo Estándar es la mejor teoría que tenemos para explicar cómo las partículas se comportan e interactúan; sin embargo, es incompleta, ya que no tiene en cuenta la gravedad. Al utilizar el LHC, investigadores esperan observar condiciones que violan las reglas estándar de la física de partículas.

El equipo de físicos analizo los datos obtenidos de la primera etapa del LHC desde 2011 a 2012 -un momento que culmino con el descubrimiento del bosón de Higgs- y encontró pruebas que estaban buscando: leptones que desafían el Modelo Estándar. Los leptones son un grupo de partículas subatómicas compuestas de tres variedades diferentes: tau, electrón y muón. Los electrones son muy estables, mientras que tanto el tau y la decadencia de muones suceden de forma muy rápidamente.

Creditos: Michael Taylor/Shutterstock

En el nuevo estudio, los investigadores estudiaron los datos en busca de evidencia de mesones B en descomposición de partículas más ligeras, como el leptón, tau y muón. El modelo estándar explica que todos los leptones serán tratados por todas las fuerzas fundamentales, un concepto conocido como "universalidad de leptones". Esto significa tanto tau y muón deben decaer a la misma velocidad, una vez que la diferencia de masa se contabiliza. Sin embargo, el equipo descubrió una diferencia minúscula, aunque notable, en las tasas de descomposición que podría indicar la presencia de fuerzas potencialmente desconocidas o partículas que interfieren con los índices de descomposición.

De acuerdo al modelo estándar del mundo, todos los leptones interactúan de la misma manera. Pero no hay ninguna garantía de que esto será verdad si descubrimos nuevas partículas o nuevas fuerzas. Si se encontrarán partículas que no cumplieran con el modelo estandar, se rompería esta universalidad.

Estos resultados complementan un descubrimiento similar del 2012, el experimento BaBar que se llevó a cabo en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford (SLAC). El experimento BaBar también se centró en la decadencia de mesones B; sin embargo, a diferencia del LHC, donde hay colisión de protones, en el SLAC se conducen electrones. A pesar de los diferentes métodos, se tienen dos experimentos con resultados similares.

Se necesitan más experimentos para confirmar los hallazgos más recientes. En abril de este año, LHC volvió tras un paréntesis de dos años para las actualizaciones. Desde que el LHC entró de nuevo en línea, los investigadores han observado niveles de energía récord, y el equipo está convencido de que van a tener una mejor oportunidad de observar un comportamiento inusual de más partículas que desafíen el modelo estándar y corrobore estos hallazgos.

Referencia:
Amy Linn, "LHC Finds Particles That Defy The Standard Model Of Physics", IFLScience.

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