Después de cuarenta y dos años de investigación, los físicos del CERN acaban de observar los primeros indicios serios de una desintegración rara de partícula que el Modelo estándar predecía sin que se lograra capturarla jamás. El anuncio, realizado a principios de noviembre por la colaboración LHCb, se refiere a un mesón B⁰, una partícula compuesta por un quark bottom y un antiquark down, que se desintegra en dos muones. Un suceso que, en teoría, solo se produce una vez entre diez mil millones.
Una desintegración esperada desde 1984
La búsqueda de este fenómeno comenzó en 1984, mucho antes de la puesta en marcha del Gran Colisionador de Hadrones. Hubo que esperar a la reciente modernización del detector LHCb y al recurso masivo a la inteligencia artificial para clasificar las cantidades colosales de colisiones registradas, como ya muestran los avances recientes de la IA aplicada a la investigación científica. Sin esta clasificación automatizada, detectar un puñado de sucesos tan raros entre petabytes de datos habría sido inalcanzable.
El resultado todavía no es un descubrimiento en el sentido estricto de la física de partículas: los equipos del CERN deben alcanzar un umbral de significación estadística de cinco desviaciones estándar («cinco sigma») para anunciarlo oficialmente. Por el momento, los datos se sitúan por debajo de ese umbral, pero lo suficientemente altos como para calificarse de indicio sólido.
Por qué esta rareza interesa tanto a los físicos
Lo que hace valiosa esta desintegración no es solo su rareza: es su capacidad para poner a prueba los límites del Modelo estándar, la teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones. Si la tasa de desintegración observada se hubiera desviado claramente de las predicciones teóricas, eso habría abierto la puerta a una física todavía desconocida, que los investigadores agrupan bajo el término «nueva física»: nuevas partículas o fuerzas no previstas por la teoría actual.
Por ahora, las mediciones del CERN coinciden con las predicciones del Modelo estándar. Parte de las hipótesis de nueva física más sencillas queda así descartada, lo que reduce el campo de investigación en lugar de ampliarlo: un resultado científicamente útil, aunque sin giro espectacular.
- Probabilidad del fenómeno observado: aproximadamente 1 entre 10 mil millones
- Duración de la investigación: 42 años, desde 1984
- Umbral requerido para un descubrimiento oficial: 5 sigma
- Resultado actual: conforme al Modelo estándar, sin anomalía detectada
Qué cambia esto para la investigación científica
Este anuncio ilustra una tendencia de fondo: la física experimental se apoya ahora en el análisis automatizado de volúmenes de datos que los equipos humanos ya no podrían procesar por sí solos. Es la misma lógica que ha permitido, en otros ámbitos, explotar grandes conjuntos de datos para medir el impacto real de la contaminación acústica en cientos de especies animales o seguir a distancia el rendimiento de instrumentos como el róver marciano Perseverance. En todos estos casos, son las capacidades de cálculo y de clasificación las que permiten transformar una masa de datos brutos en un resultado utilizable.
Para la física de partículas, el siguiente paso consiste en acumular más colisiones para alcanzar el umbral de las cinco sigma. Si los resultados se confirman, será la primera observación directa de este tipo de desintegración desde que se planteó la cuestión, hace más de cuatro décadas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un mesón B⁰?
Es una partícula subatómica compuesta por un quark bottom y un antiquark down. Es inestable y se desintegra muy rápidamente en otras partículas, entre ellas, en este caso concreto, un par de muones.
¿Por qué es tan difícil observar esta desintegración?
Porque, según los cálculos teóricos, solo se produce una vez entre aproximadamente diez mil millones de desintegraciones del mesón B⁰. Por eso es necesario producir y analizar un número considerable de colisiones para esperar captar algunos ejemplares.
¿Pone esto en duda el Modelo estándar?
No, por el momento no. Las primeras mediciones del CERN corresponden a las predicciones del Modelo estándar, lo que descarta ciertas hipótesis de «nueva física» en lugar de confirmarlas.
Fuentes
Futura Sciences —
Phys.org —
Sci-News
Este artículo ha sido redactado con la ayuda de una inteligencia artificial. Política editorial
