06/Nov/08

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¿Nueva física encontrada en el viejo Tevatron?

Mientras los ingenieros en el Large Hadron Collider (LHC) corren para arreglar sus problemas de dentición comenzar a buscar nuevas partículas, su viejo predecesor se está rehusando a entrar silenciosamente en el olvido

La semana pasada, los físicos anunciaron que el acelerador de partículas de Tevatron en Fermilab, en Batavia, Illinois, había producido partículas que son incapaces de explicar. ¿Podría ser una señal de una nueva física?

El Collider Detector en Fermilab (CDF) monitorea las partículas que salen de las colisiones entre protones y anti-protones, que son aceleradas y aplastadas de frente por el Tevatron. La colisión ocurre dentro del "rayo tubo" de 1,5 centímetros de diámetro que confina a los protones y anti-protones, y las partículas creadas son seguidas por las capas circundantes de equipo electrónico.

En este caso, el CDF estaba mirando quarks inferiores y anti-quarks inferiores que se desintegran, entre otras cosas, en al menos dos partículas cargadas llamadas muones.

El equipo recibió una gran sorpresa. Primero, vieron muchos más muones que los esperados y que provenían de las colisiones. Pero crucialmente, algunos de estos muones parecían haber sido creados fuera del rayo tubo: no habían dejado ningún rastro en la capa más interna del detector.

El equipo de CDF dice que es incapaz de explicar esos muones usando el modelo estándar de la física de partículas, o por lo que ellos saben de su detector.

Partícula desconocida

Sin embargo, "no hemos descartado una explicación rutinaria para esto, y quiero dejarlo bien claro", dice el portavoz Jacobo Konigsberg de CDF, que añade que es importante que los otros experimentos verifiquen el efecto.

Mientras el equipo de CDF es circunspecto, los teóricos son propensos a especular. Si la señal no es falsa, esto significa que alguna partícula desconocida con un tiempo de vida de aproximadamente 20 picosegundos fue producida en la colisión, recorrió aproximadamente 1 centímetro, a través del costado del rayo tubo, y luego se desintegró en muones.

"Un centímetro es un largo camino para la mayor parte de las clases de partículas antes de desintegrarse", dice Dan Hooper de Fermilab. "Es demasiado temprano para hablar mucho sobre esto. Que se dice que si resulta que existe una nueva partícula "de larga vida", sería un gran descubrimiento".

¿Materia oscura?

Neal Weiner de la New York University está de acuerdo. "Si esto es correcto, es increíblemente excitante", dice. "Sería una señal de una física quizás aun más interesante que la que hemos estado investigando hasta ahora".

Entonces, ¿qué podría ser? Mientras tanto, Weiner y Nima Arkani-Hamed del Institute for Advanced Study en Princeton, Nueva Jersey, y sus colegas han elaborado una teoría de la materia oscura -esa cosa enigmática que se cree forma una gran proporción del universo- para explicar las recientes observaciones de radiación y anti-partículas de la Vía Láctea.

Su modelo postula unas partículas de materia oscura que interactúan entre ellas intercambiando partículas "cargadas de fuerza" con una masa aproximada de 1 gigaelectronvolts.

Los muones de CDF parecen provenir de la desintegración de una partícula con una masa aproximada de 1 GeV. Entonces, ¿podrían ser una firma de materia oscura? "Estamos tratando de averiguarlo", dice Weiner. "Pero a pesar de todo me siento excitado por los datos de CDF".

Fuente: New Scientist. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard