Las partículas de muones tambaleantes insinúan una nueva fuerza secreta de la naturaleza – patriotic

Bamboleo pequeño partícula Podría ser suficiente para alterar todo lo que creemos saber sobre cómo funciona el universo, según los hallazgos preliminares publicados por un equipo internacional de científicos el miércoles.

Los investigadores que trabajan en Fermilab cerca de Chicago dicen que vieron una fuerte evidencia de una fuerza desconocida operando a nivel subatómico: la fuerza que hizo que una partícula se moviera de una manera que no debería, según la comprensión actual de la física.

“Este es el momento del aterrizaje de la nave en Marte”, dijo Chris Polley, uno de los científicos principales en el experimento muon g-2 en Fermilab.

“Siento que este pequeño movimiento podría sacudir los cimientos de lo que pensamos que sabíamos”, agregó Marcella Karina, jefa del departamento de física teórica de Fermilab. Karina no formó parte del estudio pero le dijo Los New York Times Están “extremadamente entusiasmados” con sus resultados.

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Polly y su equipo vieron el bamboleo potencial que sacudía la realidad cuando se disparaban partículas alrededor de un anillo de metal de 14 metros de largo rodeado de electroimanes, que rompen las cosas juntas en una escala muy pequeña en sus instalaciones en Illinois.

La partícula en el corazón de un descubrimiento potencial se llama muón, y se llama “comprensión actual de la física”. Forma estándar Un libro de reglas de décadas de antigüedad sobre la forma en que parece funcionar la realidad. El modelo estándar incluye un índice de los bloques de construcción más simples (es decir, las partículas fundamentales) del universo, junto con un conjunto de ecuaciones que describen cómo interactúan entre sí a través de cuatro fuerzas conocidas.






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Han surgido innumerables experimentos para confirmar el modelo estándar a lo largo de los años, pero los investigadores de Fermilab dicen que han visto a los muones comportarse de una manera sin sentido, como si estuvieran interactuando con una partícula o una quinta fuerza que nosotros no. Comprensión.

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Las cuatro fuerzas conocidas son la gravedad que hace que las cosas caigan al suelo. Electromagnetismo, que hace que un imán se atraiga y la electricidad funcione; La fuerte fuerza que une a los átomos. Y la fuerza débil responsable de la descomposición de las partículas.

El poder de la nueva naturaleza sería un gran descubrimiento si fuera cierto, incluso si no sabemos exactamente qué es. Podría alterar todo el modelo estándar, aunque se necesitan más estudios para confirmarlo. Se espera que los resultados se publiquen en el futuro.

Polly describió el impacto potencial de los resultados de manera dramática el miércoles.

“Puede que haya monstruos que aún no hemos imaginado que salgan del vacío e interactúen con nuestros muones”, dijo durante una conferencia de prensa el miércoles. “Esto le da una ventana para verlos”.

Los investigadores no vieron ningún monstruo subatómico del vacío en sus estudios, pero vieron muones bambolearse más rápido de lo esperado dentro de una pista de carreras de metal gigante.

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Un muón es una partícula elemental, lo que significa que no se puede dividir en partes más pequeñas. Son similares a los electrones, pero son 200 veces más pesados ​​y se desintegran en unas milésimas de segundo. Se pueden usar imanes para retardar esta descomposición, pero los imanes también hacen que los muones giren o vibren.

El equipo de Fermilab liberó muones alrededor de su anillo magnético y estudió esta oscilación. Los muones deberían fluctuar a un ritmo predecible según el Modelo Estándar, pero no fue así. Se tambalearon más rápido en una fracción de una centésima, lo que indica que una fuerza desconocida los estaba afectando.

“Esta es una fuerte evidencia de que los muones son sensibles a algo que no está en nuestras mejores teorías”, dijo Renee Fatimi, física de la Universidad de Kentucky. Nuevo lanzamiento.

“Creemos que podríamos estar nadando en un mar de partículas de fondo todo el tiempo que no han sido detectadas directamente”, dijo Polley.

Los resultados de Fermilab sugieren fuertemente que hay un poder secreto detrás de escena, pero no cumple con el estándar de oro para anunciar un descubrimiento completo. Polly y su equipo dicen que tomará uno o dos años más para verificar que sus hallazgos son reales y no el resultado de una rara suerte cósmica.

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“Definir el comportamiento preciso de los muones es un logro notable que guiará la investigación en física más allá del Modelo Estándar en los próximos años”, dijo el subdirector de investigación de Fermilab, Joe Lykken. “Este es un momento emocionante para la investigación de la física de partículas, y Fermilab está a la cabeza”.

Los investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Europa también encontraron indicios de una fuerza desconocida en el trabajo el mes pasado, lo que indica que el Modelo Estándar puede necesitar una reescritura. Los científicos rompieron un grupo de partículas llamadas quarks de belleza. Esperaban que las colisiones produjeran cantidades iguales de electrones y muones, pero terminaron produciendo un 15 por ciento más de electrones que de muones.

En otras palabras, sucedió algo.

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El objetivo de ambos experimentos, según el físico teórico de la Universidad Johns Hopkins, David Kaplan, era desmantelar las partículas y ver si había “algo divertido” tanto con las partículas como con el espacio aparentemente vacío entre ellas.

“Los secretos no solo viven en la materia. Viven en algo que parece llenar todo el espacio y el tiempo. Estos son campos cuánticos”, dijo Kaplan a Associated Press.

Agregó que los resultados de los experimentos indicaron algo que podría explicarse por una nueva partícula o fuerza que no se encuentra en el Modelo Estándar.

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Dijo: “Esto no es un factor de engaño”. “Esto está mal”.

Con archivos de Associated Press

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