Físicos de Yale pueden haber violado una ley de la Naturaleza por un minúsculo instante - principal


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Los científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Long Island descubrieron recientemente que por un breve instante, según parece, se quebró una ley de la naturaleza

La acción sigue resultando en una reacción igual y opuesta, la gravedad mantiene a la Tierra girando alrededor del Sol y la conservación de la energía se mantiene intacta. Sin embargo, durante la más pequeña fracción de segundo en el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), los físicos crearon una burbuja de espacio en el que la paridad ya no existía, rompiendo la simetría .

Se ha pensado por mucho tiempo que la paridad es una ley fundamental de la naturaleza. En esencia, afirma que el universo no es de derecha ni de izquierda, que las leyes de la física no cambian cuando se expresan en coordenadas invertidas. A principios de los 50 se constató que la llamada fuerza débil, que es responsable de la radiactividad nuclear, rompe la ley de paridad. Sin embargo, se pensaba que la fuerza fuerte, que mantiene unidas a las partículas sub-atómicas, se rige por la ley de paridad, por lo menos en circunstancias normales.

Ahora bien, esta ley parece haber sido rota por un equipo de alrededor de una docena de físicos de partículas, entre ellos Jack Sandweiss, profesor de Física de Yale. Desde el 2000, Sandweiss ha estado impactando entre sí núcleos de átomos de oro juntos como parte del experimento STAR en el RHIC, un acelerador de partículas de 2,4 kilómetros de circunferencia, para estudiar la ley de paridad en las extremas condiciones resultantes.

El equipo creó algo llamado plasma de quarks y gluones, una especie de “sopa” que se produce cuando las energías llegan a niveles suficientemente altos como para romper los protones y neutrones en su componentes de quarks y gluones, los bloques fundamentales de la materia.

Los teóricos creen que este tipo de plasma de quarks y gluones, que tiene una temperatura de cuatro billones de grados centígrados, existió justo después del Big Bang, cuando el universo tenía sólo un microsegundo de edad. Una “burbuja” de plasma creada en las colisiones en el RHIC duró sólo un millonésima de una milmillonésima de una milmillonésima de segundo, sin embargo, el equipo espera usarla para aprender más acerca de cómo la estructura del universo —desde los agujeros negros a las galaxias— se puede haber formado a partir de esa sopa.

Cuando los núcleos de oro, viajando a 99,999% de la velocidad de la luz, impactaron entre sí, el plasma resultante fue tan intenso que un cubo pequeño de éste con lados midiendo aproximadamente una cuarta parte de la anchura de un cabello humano contiene suficiente energía para alimentar a todos los Estados Unidos durante un año.

El gigantesco campo magnético producido por el plasma —el más fuerte jamás creado— también alertó a los físicos de que una de las leyes de la naturaleza podría haber sido quebrada.

“Una cosa muy interesante sucedió en estas condiciones extremas”, dijo Sandweiss. “La violación de la paridad es muy difícil de detectar, pero el campo magnético, en conjunto con la violación de la paridad dio lugar a un efecto secundario que se podía detectar”.

Sandweiss y el equipo —que incluye a los físicos investigadores de Yale Evan Finch, Alexei Chikanian y Richard Majka— encontró que los quarks de un mismo signo se movieron juntos: Los quarks Up (Arriba) se trasladaron a lo largo de las líneas de campo magnético, mientras que los quarks Down (Abajo) viajaron en contra de ellos. Que los quarks notaran la diferencia en la direcciín le indicó a los investigadores que se había roto la simetría.

Los resultados fueron tan inesperados que Sandweiss y sus colegas esperaroan más de un año para su publicación, tomándose tiempo para la búsqueda de una explicación alternativa. El físico sigue señalando que el efecto sólo sugiere una violación de la paridad —que no lo prueba—, pero la colaboración STAR ha decidido abrir la investigación a el escrutinio de otros físicos.

“Creo que es un efecto real, pero sabremos más en los próximos años”, dice Sandweiss.

A continuación, el equipo quiere poner a prueba el resultado mediante la ejecución del experimento de colisión con energías inferiores, para ver si la presunta violación desaparece cuando no hay energía suficiente para crear las condiciones extremas necesarias.

Si el efecto resulta ser real, podría ayudar a los científicos a entender una asimetría similar que lleva a uno de los misterios más fundamentales de la física, es decir, por qué el universo está dominado hoy por la materia ordinaria, si fueron cradas cantidades iguales de materia y antimateria por el Big Bang.

Sandweiss, por una parte, está esperando algunas respuestas. “Realmente me gustaría ver evolucionar esto y saber exactamente lo que está pasando”, dijo.

Fuente: Universidad de Yale. Aportado por Eduardo J. Carletti

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