El enigma de la partícula imposible

Aparece una nueva partícula que podría pulverizar el modelo estándar de la física, ese que lleva 30 años aportándonos conocimiento sólido y sin fisuras. Advierten los científicos que este descubrimiento resulta tan difícil de digerir que necesitarán exhaustivas comprobaciones para descartar posibles errores de cálculo, pero si se confirma, daría la vuelta al panorama de la física actual, dando la razón a otras teorías mas exóticas que explican nuestro universo desde un punta de vista diferente.

Las partículas están de moda. Muones, bosones, quarks, protones, leptones, forman una sopa de letras ininteligible para el común de los mortales y sin embargo, cada día las tenemos mas presentes en nuestras vidas. No hace mucho asistíamos expectantes a uno de los acontecimientos más importantes de la historia de la humanidad, al menos desde el punto de vista científico. Hablamos del archiconocido LHC y su puesta en marcha, que hasta mi madre es capaz de nombrar como “el acelerador de partículas ese”(es mucho pedirle ya que recuerde a los hadrones). Este coloso de la ingeniería busca las respuestas definitivas a la creación basándose en el comportamiento y en la presencia(o ausencia) de ciertas partículas cuando se hacen chocar violentamente dos haces de protones en direcciones opuestas y a unas velocidades estratosféricas. Para que lo entendamos. Supongamos que tenemos un reloj y queremos saber como funciona por dentro. Simplemente lo estrellamos contra el suelo y recogemos los pedazos para analizar su forma y función. Eso a grandes rasgos es lo que hace el LHC con las partículas. Y del resultado de esa colisión deben llegar respuestas de tal magnitud que pueden significar un paso en el conocimiento del universo como nunca antes habíamos logrado. Por ahora, la física cuántica permanece un tanto estancada en la fiabilidad del modelo estándar, que es la teoría que ha funcionado prácticamente sin fisuras desde hace 30 años. Cuando arranque el colisionador no sabemos si confirmará o no dicha teoría.

Pero hete aquí que el Tevatrón, un venerable acelerador de partículas y abuelo del LHC situado en el Fermilab de Illinois (EEUU), acaba de saltar con una sorpresa que ha revolucionado a buena parte de los científicos de la comunidad. Mientras realizaban unos experimetos rutinarios han aparecido de la nada unas partículas que no deberían estar ahí y que de verificarse que no ha sido un error técnico, podrían suponer uno de los más impactantes descubrimientos de las últimas décadas. Tan controvertido ha sido el acontecimiento que un tercio de los 600 investigadores que presenciaron el evento no han querido colocar sus nombres en los documentos que atestiguan dicho suceso. Tengan en cuenta que la aparición de esta partícula fantasma pone contra las cuerdas al modelo estándar de la física que hasta ahora viene siendo la referencia indiscutible. Por tanto, y aplicando el principio de parsimonia, en igualdad de condiciones la solución más sencilla suele ser la verdadera, es lógico que algunos científicos se hayan desmarcado del asunto mientras esperan que se estudie con mas rigor este hecho y se llegue a una conclusión más fiable.

¿Qué ha pasado exactamente? Pues al parecer en el Tevatrón se realizaban experimentos típicos de colisiones de hadrones en los que su detector CDF ha arrojado unos resultados extraños y muy sorprendentes cuando hacían chocar uno chorro de protones dentro del rayo tubo de 1.5 centímetros que sirve de recipiente a estos microtumultos. En esta ocasión el CDF estaba observando los  efectos del coche de quarks inferiores y anti-quarks inferiores que se desintegran, entre otras cosas, en al menos dos partículas cargadas llamadas muones, todo esto en un picosegundo. Pero ¡oh sorpresa!, a la hora del recuento resulta que aparecen muchos mas muones de los que predice la teoría estándar ¿De donde vienen estos descarados? ¿Quién los ha invitado a la fiesta? ¿Habrán pagado la entrada o se han colado gracias a su diminuto tamaño?.

“No hemos descartado una explicación rutinaria o mundana 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. Así, mientras el equipo de CDF permanece 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. Casi nada.

"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". Paralelamente, Neal Weiner de la New York University también aplaude con las orejas: "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".

¿Y ahora como explicamos esto suponiendo que no sea un error de cálculo? Pues ya hay quienes han formulado teorías que alcanzan a explicar este extraño comportamiento de la partícula. 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 con una masa aproximada de 1 gigaelectronvolts. Los muones de CDF parecen provenir precisamente de la desintegración de una partícula 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".

Y digo yo ¿no habrá sido todo esto que algún mecánico despistado se haya comido el bocadillo cerca de las máquinas y hayan caído algunas migas de pan? Cuando se te meten por el jersey juro que parecen partículas extrañas dedicadas al oscuro propósito de picarte con enorme energía hasta que al fin colisionas la prenda contra la compuerta de la lavadora.