sábado, 19 de abril de 2014

¿EN LA PUNTA DE UN ALFILER SE EQUILIBRA EL UNIVERSO?

Crédito de la imagen: Colin Harris, Flickr / Symmetry

Los científicos saben desde 1995 que la masa de la partícula fundamental más pesada, es la del quark-top*; pero las nuevas y más precisas mediciones ha traído  de vuelta la pregunta: ¿Por qué es tan grande? ¿Es  nuestro universo inherentemente inestable? Nadie está seguro, podría ser una señal de que algún factor, que todavía no entendemos, nos mantiene en equilibrio.
La masa del quark-top se debe a su interacción con el campo de Higgs, el cual es responsable del delicado equilibrio de masas que permiten a la materia existir en su forma sólida y estable que conocemos.

“El quark-top es la partícula conocida más pesada y habla más con el campo de Higgs”, dice el físico teórico del Fermilab Joe Lykken. Debido que el quark-top esta profundamente entrelazado con el Campos de Higgs, los físicos  lo utilizan como una sonda para examinar sus propiedades, como ser, su estabilidad en diferentes circunstancias. Pero cuando el científico conecta la masa medida con sus ecuaciones, basadas en todo lo que se sabe sobre el Modelo Estándar de la física de partículas, sucede algo muy extraño. “Cuando corremos las Ecuaciones del Modelo Estándar hasta las altas energías, hay una región donde el Campo de Higgs no debería allí estar”, comenta CMS, físico experimental y profesor de la Universidad de Rice Karl Ecklund, “No, el vacío, que normalmente se llena con el Campo de Higgs, podría tener una energía negativa”.

Si es correcta esta predicción,  el Campo de Higgs se equilibraría precariamente en su estado actual y podría, en cualquier momento, derrocar a otro, uno más estable. Así, cualquier cambio en el Campo de Higgs tendría desastrosas consecuencias para nosotros, Lykken dice: “Las condiciones para la vida están delicadamente relacionadas con la masa de  las partículas elementales que están relacionadas con el Campo de Higgs. La química y la vida no existiría si el Campo de Higgs cambiara, incluso, en una pequeña cantidad”.

Esta idea de un Universo  inestable, no es nueva, tuvo su resurgimiento en 2013 tras el descubrimiento del Bosón en 2012. Ahora las nuevas medidas de precisión de la masa del quark-top en base a los datos obtenidos, tanto del Gran Colisionador de Hadrones en el CERN y el Tevatron en el Fermilab, han traído a los físicos más cerca de comprender si el universo se equilibra precariamente entre dos abismos del eterno caos.
Según Ecklund, es demasiado pronto para decirlo. “La masa del quark-top está justo en esta región donde la vida útil estimada del universo está muy cerca de su edad actual, lo que hace que estemos muy incómodos”, dice, “Pero si se mueve la masa de arriba hacia abajo y la masa del Higgs, aún dentro de la incertidumbre experimental, este problema desaparece por completo”.

Aunque el Campo de Higgs es inestable, sin embargo, podría ser que existan partículas y fuerzas adicionales que lo mantendrían constante, comenta Ecklund. “Tal vez no sea mala si se trata de que nos encontramos en este rango de inestabilidad, ya que podría apuntar a una nueva física que aún no conocemos”. Ecklund espera que en las próximas carreras del LHC ayuden a arrojar luz sobre este problema, dando a los científicos una medición más precisa del quark-top.
Y sigue Ecklund: “Espero que podamos reducir la incertidumbre experimental en un medio para la marcha de dos carreras del LHC, y luego nuevamente a la mitad para el final de la primera carrera de alta luminosidad del LHC. Solo entonces podremos empezar a obtener una suficiente buena medición y poder decirlo de una manera u otra”.

Fuente: Dimensiones de la Física de Partículas-Symmetry (Sarah Charley) / Fermilab / SLAC 18.abril.2014

* El quark-top o quark-cima, en español, es una partícula elemental que pertenece a la tercera generación de Quarks

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