Experimentos recientes con muones, los parientes de peso pesado del electrón, han revelado inconsistencias que apuntan a una física aún por descubrir. Estos hallazgos han reavivado debates sobre las posibles brechas en nuestra comprensión del universo. Actualmente, la investigación se encuentra en proceso de revisión por pares para su posterior publicación en Physical Review Letters.
Ligera desviación
Hace casi dos décadas, el Acelerador de Partículas de Brookhaven en Nueva York detectó una anomalía relacionada con el comportamiento del muon. En un avance rápido hasta hoy, la Colaboración Muon g-2, que involucra a cientos de científicos, ha presentado nuevas mediciones sobre el movimiento del muon en campos electromagnéticos.
Estas mediciones se basaron en datos extensos recopilados en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi del Departamento de Energía de EE. UU. Los resultados revelaron una ligera pero significativa desviación con respecto a las predicciones, cuyo valor es de 116 592 055 x 10^-11.
Aunque este número pueda parecer minúsculo, sus implicaciones son profundas. Para poner la precisión de este análisis en perspectiva, es similar a estimar la distancia entre dos personas en los dos extremos opuestos de Sudamérica y encontrar una desviación de un metro.
«Esta medida es un logro experimental increíble», destaca Peter Winter, físico del Laboratorio Nacional Argonne en Illinois. «Reducir la incertidumbre sistemática a este nivel constituye un gran hito y es algo que no esperábamos lograr tan pronto», agregó.
Discrepancias
Los muones, a pesar de su efímera existencia de unos pocos microsegundos, exhiben un comportamiento similar al de los electrones. Oscilan en respuesta a las corrientes electromagnéticas, un movimiento descrito por la relación giromagnética, denotada como ‘g’. En un entorno ideal, esta relación tendría un valor de 2.
Sin embargo, el reino cuántico es cualquier cosa menos simple. Poblado por partículas virtuales que existen momentáneamente, este entorno caótico influye en el movimiento del muon, provocando desviaciones del comportamiento esperado.
En teoría, estas perturbaciones cuánticas deberían tenerse en cuenta en el modelo estándar de la física, permitiendo a los científicos predecir el movimiento exacto del muon. No obstante, el valor observado de los experimentos realizados hace 20 años en Brookhaven y más recientemente en 2018 en Fermilab no coincide con estas predicciones.
¿Nueva física?
Semejantes discrepancias en la física de partículas pueden originarse por anomalías estadísticas, errores experimentales o lagunas en la teoría. Este último, un defecto potencial en el modelo estándar, es la posibilidad más tentadora para los físicos. Dado que el Modelo Estándar no tiene en cuenta fenómenos como la energía y la materia oscura, desde hace tiempo han surgido sospechas sobre su integridad.
Los recientes hallazgos del Muon g-2 Collaboration solidifican aún más la creencia en la existencia de partículas y fuerzas desconocidas. Su objetivo en los próximos años será fusionar resultados anteriores con datos más nuevos. Esta evidencia consolidada podría desencadenar un cambio de paradigma en el mundo de la física.
