Detecciones indican que los neutrones podrían oscilar entre su estado normal y un estado espejo

Proponen una explicación a la anomalía de los neutrones basada en partículas espejo. Según esto los neutrones podrían oscilar entre su estado normal y su estado espejo

La Física puede ser realmente fascinante cuando los teóricos dejan volar su imaginación, sobre todo cuando hay fenómenos que todavía no se pueden explicar satisfactoriamente y se recurre a cierta física exótica.

En la descripción de algunos de esos fenómenos se recurre a la palabra “anomalía”, como en el caso de la supuesta velocidad anómala de la sonda Pioneer. Se propusieron incluso teorías que modificaban la ley de la gravedad para explicar esta anomalía. Pero al final una razón más mundana consigue explicarlo.

Por tanto, la primera lección es ser conscientes de que una hipótesis de trabajo, por muy atractiva que sea, no tiene que corresponderse necesariamente con la realidad y, por tanto, hay que tomar con cierta precaución las especulaciones realizadas.

Pues bien, parece ser que hay algo así como una “anomalía de los neutrones” en virtud de la cual éstos parecen desaparecer de manera misteriosa, es decir, sin que la física conocida lo pueda explicar.
En ciertos laboratorios de física nuclear se pueden conseguir habitualmente neutrones fríos. Básicamente, lo que define a los neutrones fríos es que poseen muy poca velocidad de movimiento. Si se enfrían lo suficiente, incluso, se pueden atrapar en botellas magnéticas durante un tiempo, pues la vida media de un neutrón es poco más de 10 minutos.

Los neutrones se desintegran gracias a la fuerza débil, produciendo radiación beta. Y es precisamente la medida de esta radiación beta la que permite comprobar los neutrones atrapados. Sólo hay que tener en cuenta los neutrones que se escapan de la botella, los que se desintegran y los que se metieron dentro. Una desviación estadísticamente significativa de lo que entró, y lo que salió, permitiría afirmar que pasó algo raro ahí dentro.

La cota para una posible desaparición anómala se puso hace algún tiempo: inferior a uno entre un millón. A pesar de todo, el grupo de Anatoly Serebrov en el Instituro Laue-Langevin en Francia informó de una pérdida (a un ritmo bajo) de neutrones, y que esta pérdida dependía además de la dirección e intensidad de una campo magnético aplicado. Esta anomalía no la puede explicar, de momento, la física conocida.

Este grupo encontró una dependencia de más de 5σ fuera de la hipótesis nula (que el fenómeno no fuera real). Es decir, había una significación estadística muy alta de que los neutrones desaparecían, efectivamente, de un manera extraña.

Ahora Z. Berezhiani y F. Nesti, de la Universidad de Aquila (Italia), proponen que esta anomalía se podría explicar si existen partículas espejo. Estas partículas han sido presentadas hipotéticamente por distintos investigadores en el pasado, en diversos contextos, incluyendo la posibilidad de que podrían formar parte de la materia oscura.

Según esto, cada neutrón tendría la capacidad de efectuar una transición hacia su partícula espejo gemela, y volver a su estado normal más tarde. Sería parecido a las oscilaciones de los neutrinos, que pueden pasar de un sabor a otro a lo largo del tiempo. La probabilidad de esa transición se vería modificada por la presencia de campos magnéticos, por lo que se podría detectar experimentalmente.

Las oscilaciones podrían darse en una escala temporal de unos pocos segundos, pero no a otras escalas mayores, pues estaría el límite de los poco más de 10 minutos de vida media del neutrón libre, que se desintegra desapareciendo de la escena. Sin embargo, las oscilaciones rápidas no están descartadas aún por experimentos o límites astrofísicos.

Los autores proponen nuevos experimentos con neutrones y campos aplicados, y afirman además que la física implicada podría ser explorada en el LHC.

Según esta hipótesis, la Tierra posee un campo magnético especular del orden de 0,1 gauss. Ese campo puede ser inducido por partículas espejo flotando en la galaxia en forma de materia oscura. Hipotéticamente, la Tierra captura materia espejo a través de interacciones muy débiles entre partículas ordinarias y esas, de ese “mundo paralelo”. Así que esto tendría consecuencias físicas.

Obviamente, hacen falta más pruebas experimentales. De confirmarse el resultado tendría grandes implicaciones astrofísicas y cosmológicas.

Artículo original (PDF).

Fuente: Neofronteras. Aportado por Eduardo J. Carletti

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