(Por Milagros Alonso) Una colaboraciĆ³n internacional de 200 cientĆficos avanza en un experimento que ya logrĆ³ la mediciĆ³n mĆ”s precisa jamĆ”s realizada del magnetismo del muon, una partĆcula similar al electrĆ³n que vive sĆ³lo dos microsegundos y no se comporta de acuerdo a las predicciones de la teorĆa actual, por lo que, segĆŗn el Ćŗltimo resultado publicado, el grupo estĆ” ante el "potencial descubrimiento" de nuevos tipos de materia y energĆas que revolucionarĆan por completo la fĆsica.
"Es un potencial descubrimiento y, por lo pronto, es un indicio para descubrir nuevos mecanismos de la naturaleza que podrĆamos explotar de alguna manera para el beneficio de la humanidad, asĆ como hace 200 aƱos se descubriĆ³ la electricidad", asegurĆ³ a TĆ©lam David Alberto Tarazona, investigador del experimento llamado Muon g-2 que se lleva adelante en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (Fermilab) del Departamento de EnergĆa de Estados Unidos.
Hasta ahora se sabe que el mundo se rige por las fuerzas de gravedad, electromagnĆ©tica, nuclear fuerte y nuclear dĆ©bil, pero los datos obtenidos en Fermilab, uno de los laboratorios de fĆsica mĆ”s importantes, podrĆan sugerir la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza.
El nuevo resultado publicado recientemente en la revista cientĆfica Physical Review Letters mejora la precisiĆ³n de los cĆ”lculos anteriores y refuerza un enfrentamiento entre la teorĆa y los datos experimentales que ya lleva mĆ”s de 20 aƱos sin soluciĆ³n.
Las Ćŗltimas mediciones indican que los muones se tambalean mĆ”s rĆ”pido de lo que se pensaba, un hecho inesperado que desafĆa al Modelo EstĆ”ndar de la fĆsica de partĆculas, una de las teorĆas cientĆficas mĆ”s exitosas por su poder de predicciĆ³n.
Si bien todavĆa faltan mĆ”s datos para confirmar el descubrimiento, en caso de validarse, serĆa como "hacerle una zancadilla" al Modelo EstĆ”ndar, algo que ningĆŗn otro experimento logrĆ³ hasta ahora, explicĆ³ Tarazona, oriundo de Colombia y el Ćŗnico latinoamericano al frente de la colaboraciĆ³n Muon g-2.
"Esto permitirĆa tomar otros modelos teĆ³ricos que sugieran nuevas partĆculas y puedan explicar los misterios de la fĆsica, como la materia oscura. Los fĆsicos podemos describir sĆ³lo el 6 o 7 por ciento del universo, pero el otro noventa y pico por ciento no lo podemos entender", remarcĆ³ el doctor en fĆsica de 34 aƱos que trabaja desde hace una dĆ©cada en el experimento.
La colaboraciĆ³n Muon g-2 comprende unos 200 cientĆficos de 33 instituciones de siete paĆses: Estados Unidos, Italia, Reino Unido, Alemania, China, Rusia y la RepĆŗblica de Corea. En medio de la expectativa que se originĆ³ en la comunidad cientĆfica luego de que se conocieran los Ćŗltimos resultados en agosto, Tarazona indicĆ³ a TĆ©lam por quĆ© el muon es clave para entender mejor el universo y advirtiĆ³ que la disputa entre teorĆa y experimento reciĆ©n se resolverĆ” en 2025. Como coordinador del grupo de dinĆ”mica, Tarazona se encarga de analizar los efectos que emergen del movimiento errĆ”tico de los muones. El muon es una partĆcula fugaz similar al electrĆ³n, pero 200 veces mĆ”s pesada, que se produce por los rayos cĆ³smicos que llegan a la Tierra. "Es como el primo gordo del electrĆ³n", graficĆ³ el investigador colombiano por telĆ©fono desde la ciudad de Ithaca, en el estado de Nueva York, donde trabaja en la Universidad de Cornell. Reciben su nombre por la letra griega "mu", que es el sĆmbolo cientĆfico utilizado para abreviar la palabra micro. Es que los muones tienen una corta vida de dos millonĆ©simas partes de segundo (dos microsegundos). Para entender la particularidad del muon, Tarazona propuso imaginarlo como un "imĆ”n pequeƱito" que si es colocado en un campo magnĆ©tico gira como un trompo. La velocidad de ese movimiento depende de una propiedad del muon llamada momento magnĆ©tico, que los cientĆficos abrevian como "factor g" y deberĆa ser igual a 2, segĆŗn la teorĆa. Pero el muon nunca estĆ” solo en el espacio vacĆo, sino que estĆ” rodeado por un sĆ©quito de otras partĆculas que actĆŗan como "compaƱeros de baile" y cambian su interacciĆ³n con el campo magnĆ©tico. SegĆŗn los fĆsicos, las partĆculas desconocidas que no figuran en la teorĆa hacen que el valor del factor g sea diferente a 2 y de ahĆ surge el nombre del experimento Muon g-2. "Lo que nos interesa es calcular ese nĆŗmero que vendrĆa de todas las partĆculas de las que estĆ” compuesta el universo", precisĆ³ Tarazona. Para medir el movimiento desviado del muon, en la sede de Fermilab, en Batavia, estado de Illinois, generaron un rayo de muones y lo dirigieron hacia un imĆ”n en forma de anillo de 14 metros de diĆ”metro para observar cĆ³mo es la "danza magnĆ©tica" de estas partĆculas. Mientras los muones giraban alrededor del anillo en torno a los 273 grados bajo cero, los detectores registraron quĆ© tan rĆ”pido se tambaleaban. Para alcanzar la mejor precisiĆ³n posible, los aparatos funcionaron durante dĆas enteros midiendo miles de millones de muones. En 2021 los cientĆficos de Fermilab difundieron los primeros resultados, pero reciĆ©n en agosto de este aƱo lograron la mediciĆ³n de la oscilaciĆ³n magnĆ©tica del muon mĆ”s exacta de la historia. El nuevo resultado es g-2 = 0,00233184110 y todos los esfuerzos se reducen a ese Ćŗnico nĆŗmero que sirve para comparar cuĆ”n grande es la diferencia con la teorĆa. "Obtuvimos ese valor de g-2 a una precisiĆ³n muy alta de 0.2 partes por millĆ³n. Ese nĆŗmero es como si le dieras la vuelta a la Tierra en su circunferencia paso por paso, pero si te desatinas en un solo paso, la precisiĆ³n serĆa peor", afirmĆ³ Tarazona. Al mismo tiempo que en Fermilab aumentan su precisiĆ³n, otros cientĆficos nucleados en el grupo internacional de la "Iniciativa TeĆ³rica" buscan producir un valor teĆ³rico de consenso Ćŗnico para comparar con los valores experimentales. De acuerdo al cĆ”lculo tradicional de la Iniciativa TeĆ³rica, la diferencia entre el factor g-2 del experimento y la predicciĆ³n teĆ³rica es significativa y abre las puertas a un descubrimiento. Sin embargo, en el Ćŗltimo tiempo los teĆ³ricos empezaron a utilizar tĆ©cnicas con supercomputadoras para sus cĆ”lculos. Y el problema es que cuando se comparan los resultados parciales de esta tĆ©cnica nueva con la Ćŗltima mediciĆ³n de Fermilab ya no habrĆa discrepancias considerables. "Es muy confusa la situaciĆ³n teĆ³rica en este momento, todavĆa no podemos concluir", dijo Tarazona y asegurĆ³ que mantiene las esperanzas de confirmar un descubrimiento porque "los teĆ³ricos no estĆ”n bien establecidos con sus resultados". Los resultados definitivos de la Iniciativa TeĆ³rica se publicarĆ”n en 2025, el mismo aƱo en que Fermilab espera concluir con su mediciĆ³n mĆ”s precisa. Mientras la comunidad cientĆfica ajusta sus cĆ”lculos y experimentos, todavĆa restan dos aƱos para el enfrentamiento final que resolverĆ” si estamos ante el nacimiento de una nueva fĆsica.
