¿Existe una quinta fuerza en la naturaleza?

20/01/2020

 

 

 

Un grupo de investigadores tiene motivos para creer que ha descubierto evidencias de que hay una quinta interacción fundamental en la naturaleza, gracias a un bosón al que han bautizado como X17. Pero, ¿qué significa exactamente? ¿Qué consecuencias tiene?
 

Las fuerzas fundamentales de la naturaleza

 

Hay que recordar que el universo está regido por cuatro fuerzas (o interacciones, que es la definición más correcta, si bien menos popular) fundamentales. La gravedad, que domina el mundo de lo muy grande, por un lado; por otro, tenemos el electromagnetismo, la interacción nuclear débil y la interacción nuclear fuerte. Con ellas, es posible explicar casi todo lo que podemos observar en el universo. Sin embargo, hay aspectos que apuntan a que el Modelo Estándar (nombre que recibe ese marco que explica estas interacciones) no es perfecto.
 

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Los ejemplos más populares, sin ninguna duda, son los de la materia y la energía oscura. La primera aporta gravedad adicional. No podemos verla, pero su presencia se deduce, de forma indirecta, porque es necesaria para poder explicar cómo puede, por ejemplo, mantenerse unida una galaxia. Si solo se tuviese en cuenta su masa visible, no habría suficiente gravedad. Dicho de otro modo, las estrellas que componen una galaxia terminarían moviéndose en direcciones diferentes. Es uno de los componentes más abundantes del cosmos.

 

El otro, la energía oscura, es la responsable de la aceleración de la expansión del universo. Es incluso más abundante en el cosmos. Supone, aproximadamente, un 70% del cosmos, siendo un 25% más para la materia oscura y, finalmente, un 5% para la materia bariónica, o visible. Ambos apuntan, junto a otros aspectos de la física, a que el Modelo Estándar está incompleto. Falta algo que, por otro lado, podría alterar profundamente nuestra comprensión de la física y dar un empujón para conseguir esa ansiada teoría del todo.
 

X17 podría ser un nuevo bosón

 

Un grupo de investigadores ha anunciado que han detectado, por segunda vez, un ejemplo de lo que creen que podría ser un nuevo bosón. Por ahora, recibe la denominación X17. Pero, ¿qué es exactamente un bosón? Es, en resumidas cuentas, una partícula encargada de transmitir alguna de las interacciones fundamentales de la naturaleza. Así, tenemos el fotón, que es el bosón del electromagnetismo. El gluon, por su parte, lo es de la interacción nuclear fuerte. Mientras que los bosones W y Z lo son de la interacción nuclear débil.

 

A ellos, le podemos sumar el bosón de Higgs, cuya función, a grosso modo, es decirle al resto de partículas cuánta masa tienen. Curiosamente, la gravedad no tiene un bosón conocido. No se ha logrado encontrar ninguno. Pero, de haberlo, permitiría entender cómo funciona a nivel cuántico. Recibe la denominación de gravitón y, dicho sea de paso, no tiene nada que ver con X17, ya que se trataría de una partícula con unas propiedades diferentes. Eso hace que X17 se convierta en una posibilidad muy interesante por lo que plantea.

 

Su descubrimiento, si finalmente resulta existir y ser un bosón de una quinta interacción fundamental de la naturaleza, permitiría entender mejor cuáles son las interacciones que dominan el cosmos. Podría ayudar, también, a entender qué es la materia oscura. Pero, por ahora, se trata solo de una intrigante posibilidad. La primera detección se produjo en 2016 al analizar cómo emite luz un el berilio-8 en estado excitado. El berilio-8 no es estable y, con el paso del tiempo, degenera hasta convertirse en dos partículas de helio-4.


¿Qué es X17?

 

Así, los investigadores, los mismos que están detrás de esta segunda posible detección, observaron que, con la suficiente energía, la luz se transforma en un electrón y un positrón, que se repelen mutuamente en un ángulo predecible. Lo llamativo es que, en teoría, el ángulo en que ambas partículas se repelen debería reducirse a medida que la energía de la luz, que las genera, aumenta. Pero al analizar el comportamiento del berilio-8, los investigadores observaron que había un buen puñado de electrones y positrones separándose en un ángulo de 140º.

 

Lea el artículo científico aquí

 

Ahora, han realizado esa misma observación pero, en esta ocasión, con helio-4. El resultado parece ser similar (si bien hay que tener presente que se trata de un estudio que todavía no ha pasado la revisión a pares, y por tanto puede contener errores que no hayan sido percibidos todavía). En este caso, la abundancia de electrones y positrones alejándose se encuentra en un ángulo de 115 grados. Si este bosón existe realmente, X17 interaccionaría con los neutrones, apuntando a una interacción fundamental completamente nueva.

 

De momento es necesario tener precaución. El mundo de la física va a ser muy precavida antes de anunciar la existencia de X17, pero es un camino que podría alterar, de una forma profundísima, nuestra percepción del mundo. Podría suponer abrir un camino para dar, por fin, con la respuesta que permita unificar las interacciones fundamentales. Puede que incluso sirva para responder a qué es la materia oscura. Algunos experimentos sugieren que podría ser una partícula con una masa similar a la de X17, aunque todavía no se ha encontrado nada. ASTROBITACORA

 

 

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