Científicos galegos participan nun estudo que cuestiona a Física actual

Considerada como a máis exitosa teoría que os científicos teñen para describir a maior parte dos fenómenos asociados a partículas elementais e as súas interaccións, investigadores de todo o mundo dirixen na actualidade os seus esforzos a poñer a proba as predicións recollidas dende hai máis de corenta anos no Modelo Estándar da Física de Partículas (MS). Un novo test que conta coa implicación de persoal investigador da USC a través do experimento LHCb no CERN volve apuntar cara os prognósticos deste modelo. 

Os investigadores, entre os que se atopa o doutor Martino Borsato, do Departamento de Física de Partículas compostelán, atoparon anomalías que consideran “interesantes” pola forma que en que algunhas partículas se desintegran e que, de confirmarse en estudos posteriores, poderían significar unha “evidencia dunha nova física non predita no Modelo Estándar”.

Aínda que recoñecen que estes resultados teñen un alcance estatístico limitado, o sinal observado prosegue indicacións similares de estudos previos. Actualmente, os investigadores do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías Diego Martínez Santos e Veronika Chobanova, traballan tamén na interpretación teórica destes resultados, o que podería establecer se estes indicios son realmente fisuras no Modelo ou unha flutuación de carácter estatístico.

Como explica Diego Martínez Santos, é un “resultado longamente esperado pola comunidade de físicos de partículas”. Concretamente, trátase dun test sobre a universalidade das taxas de decaemento en leptóns cargados (como o electrón), unha das propiedades fundamentais do Modelo Estándar. O experimento LHCb mediu a probabilidade de desintegración dunha partícula B a outra máis lixeira K e dous electróns ou muóns. De acordo co MS a probabilidade de desintegración a electróns e a muóns debe ser a mesma, pero na medida rexistrada polo experimento LHCb e no que estivo moi involucrado Martino Borsato, mostra “unha certa desviación desta predición”. 

Como aclaran os investigadores e o Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas e Nuclear (CPAN), “o resultado é intrigante porque unha recente medida de LCHb sobre unha desintegración relacionada mostrou un comportamento similar”. Os novos resultados arredor desta anomalías obtivéronse a partir de datos completos do primeiro período de funcionamento do LHC (Run 1). De sinalar comportamentos da materia máis alá do Modelo Estándar, “o maior volume de datos do Run 2 - fase de operación na que o colisionador traballa a enerxías nunca antes alcanzadas- será suficiente para confirmar estes datos”. 

LHCb 

No Big Bang creáronse iguais cantidades de materia e antimateria, en teoría dúas réplicas idénticas en todo agás na súa carga eléctrica, negativa no caso da antimateria. De terse mantido esta simetría, materia e antimateria deberían aniquilarse, pero nalgún momento a primeira impúxose creando unha asimetría e formando os átomos que compoñen todo o que existe, dende as galaxias ou as estrelas ata os planetas. 

O experimento LHCb do Large Hadron Collider (LHC), no que USC ten unha contribución destacada, busca descubrimentos fundamentais para a comprensión das diferenzas entre materia e antimateria. Este experimento está deseñado para estudar a ruptura da simetría entre materia e antimateria producida no Big Bang, momento no que a materia “venceu” á antimateria, formando os átomos que compoñen galaxias, estrelas, planetas e todo o que existe, sen que a día de hoxe se saiba exactamente o porqué. O equipo da USC de LHCb explora, entre outras cousas, as diferenzas existentes entre materia e antimateria. 

En determinadas circunstancias é posible observar partículas de materia que se converten en antimateria transitoriamente, nun proceso oscilatorio cuxa frecuencia os investigadores miden. Estas oscilacións “son moi sensibles á existencia de partículas moi pesadas non antes vistas e que non se pode detectar directamente á enerxía de operación actual do LHC”, explica Juan Saborido, director do Departamento de Física de Partículas, en referencia á enerxía que se agarda o acelerador alcance na segunda etapa de funcionamento. 

Como explican os promotores do equipo compostelán, o LHCb está deseñado para detectar os efectos indirectos que partículas masivas sen descubrir poden ter en desintegracións de mesóns de beleza que se producen no LHC, informa a USC.