Reinicio del Gran Colisionador de Hadrones y búsqueda de una quinta fuerza de la naturaleza | Gran Colisionador de Hadrones

Él Gran Colisionador de Hadrones El (LHC) se reanudará el viernes después de una pausa de tres años y se espera que resuelva un problema científico sobre si existe una anomalía misteriosa que podría indicar la existencia de una quinta fuerza fundamental de la naturaleza.

resultados desconcertantes mencioné el año pasado Reavivó las esperanzas de que el colisionador de 20 millas de largo pudiera hacer un segundo descubrimiento masivo, más de una década después. bosón de Higgs.

“Entramos en esta carrera con más optimismo sobre la posibilidad de que se avecine una revolución”, dijo el Dr. Mitesh Patel, físico de partículas del Imperial College London, cuyo equipo fue responsable de la investigación el año pasado.

Hasta ahora, todo lo que se ha descubierto en el LHC, incluido el Higgs, está en línea con el llamado Forma estándar. Esta ha sido la teoría rectora de la física de partículas desde la década de 1970, pero se sabe que está incompleta porque no logra explicar algunos de los misterios más profundos de la física, como la naturaleza de la materia oscura.

Pero, Datos recopilados en el experimento LHCb.uno de los cuatro detectores de partículas masivas del Cern en Suiza, que parece mostrar partículas que se comportan de una manera que no puede ser explicada por el Modelo Estándar.

El experimento analizó la descomposición de partículas llamadas quarks de belleza, que se espera que se desintegren a la misma velocidad en electrones y sus primos más pesados, muones. Sin embargo, los quarks de belleza parecen ser un 15% menos de muones, lo que indica que un factor desconocido, potencialmente una nueva fuerza, estaba inclinando la balanza. Dos de los principales candidatos incluyen partículas portadoras de fuerza hipotéticas llamadas leptoquarks o primos Z.

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“Hay mucho en juego”, dijo Patel. «Si confirmamos eso, será una revolución del tipo que nunca hemos visto, ciertamente en mi vida. No querrás arruinarlo».

Antes de cerrar el LHC para una actualización en 2018, el equipo recopiló suficientes datos para indicar que las probabilidades eran de aproximadamente mil para un resultado que ocurriera por casualidad. Pero el estándar de oro para la física de partículas es mucho más estricto con un nivel de confianza de 3,5 metros, lo que significa que se necesitan más datos antes de que se anuncie el descubrimiento. También existe una posibilidad de larga data de que algún defecto experimental desconocido pueda explicar los resultados.

«Cuando le muestras este resultado a los físicos de partículas, su primer instinto es, ‘ustedes la cagaron’ en lugar de una nueva fuerza de la naturaleza», dijo Patel. «A los físicos nos gusta estar por encima de la certeza y salir al otro lado».

En el último año, la expectativa aumentó con pistas más intrigantes de la física más allá del modelo estándar visto en otros experimentos, incluidos los recientes. Resultados inexplicables de Fermilab en los Estados Unidos.

«Parece que ahora hay un conjunto de filamentos sueltos», dijo el profesor John Butterworth del University College London, que está trabajando en el experimento Atlas del Gran Colisionador de Hadrones. «Me hizo empezar a pensar que podría haber algo al alcance de esta carrera o de la próxima ronda».

Si el LHC no logra detectar una nueva ciencia más allá del modelo estándar, dijo Butterworth, eso no representaría una falla, pero dejaría al campo «un poco en un dilema» sobre dónde deberíamos mirar a continuación.

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Se espera que la tercera ronda se extienda hasta 2026, después de una actualización que incluyó la instalación de potentes imanes adicionales diseñados para comprimir protones dentro del colisionador en haces más finos y densos. Esto aumentará la tasa de colisiones de partículas dentro del acelerador, lo que significa que los científicos podrán monitorear eventos raros con mayor precisión.

“El potencial para descubrir nuevas ideas sigue siendo muy grande”, dijo Ashutosh Kotwal, físico de partículas experimentales de la Universidad de Duke en los EE. UU. y copresidente de un grupo de investigación sobre el experimento Atlas del Gran Colisionador de Hadrones. que los datos que hemos recopilado hasta ahora son solo una décima parte del total. Que planeamos. Es demasiado pronto para desanimarse».

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