Dos experimentos en Europa y EE UU observan que las partículas de la familia del electrón no se comportan como deberían según la teoría vigente

Dos experimentos de alta precisión en Europa y EE UU acaban de detectar indicios de partículas o fuerzas de la física totalmente desconocidas. Si estas anomalías se confirman sería un descubrimiento histórico que se ha buscado desde hace más de medio siglo.

Hace unos días, los responsables del experimento g-2 en el laboratorio Fermilab de EE UU anunciaron que tras años de experimentos han detectado una anomalía en el comportamiento del muón, una partícula elemental de carga negativa parecida al electrón pero con 200 veces más masa. La anomalía observada coincide con la que ya destapó este mismo experimento hace 15 años. La discordancia entre la teoría y la realidad experimental sigue ahí y ahora tiene una mayor fiabilidad estadística, lo que puede significar que este experimento ha atisbado fenómenos físicos que las teorías actuales no pueden explicar.

“Es un resultado muy importante; en estos momentos hay muchísima emoción por intentar explicar qué está pasando”, explica Pere Masjuan, físico teórico del Instituto de Física de Altas Energías, en Barcelona, y miembro de la colaboración internacional que ha calculado con el máximo detalle posible los valores teóricos.

Los experimentos como g-2 exploran el territorio de las diminutas partículas elementales —quarks, bosones, leptones—. Estos son los componentes más pequeños e indivisibles de la materia, las piezas básicas de los átomos que componen toda la materia que los humanos podemos ver y tocar.

El g-2 lanza haces de muones que circulan en el vacío por un anillo circular a casi la velocidad de la luz. El vacío nunca está vacío en realidad, sino poblado de partículas virtuales, desconocidas, que pueden interactuar con el muón e influir en su comportamiento sin que nadie las vea.

El experimento estadounidense mide una propiedad del muón llamada momento magnético que se deriva de sus propiedades cuánticas y que se manifiesta como un cambio de su rotación cuando atraviesa un campo magnético. Estas propiedades “reales” se comparan con las que predice el modelo estándar, el conjunto de ecuaciones formulado hace 50 años que hasta hoy ha descrito a la perfección el comportamiento de las partículas elementales. El gran problema de la física es que esta materia convencional solo supone el 5% del universo. El resto son materia oscura y energía oscura gobernada por partículas y fuerzas que el modelo estándar no puede explicar y que tal vez son las causantes de las extrañas anomalías observadas.

El experimento estadounidense ha detectado una divergencia de una milmillonésima —nueve decimales— entre el valor real del momento magnético del muón y el teórico. “Es una diferencia demasiado grande”, reconoce Masjuan. “Una divergencia como esta rompe las reglas de juego, las leyes que dominan la naturaleza”, resalta. Por ejemplo, el momento magnético del electrón coincide con su valor teórico con una precisión 1.000 veces mayor.

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