Una de las noticias que más ha llamado la atención en los últimos días, es el anuncio de un grupo de investigadores de que podría haber una quinta fuerza fundamental en la naturaleza. Eso sería toda una revolución para la física. A la posible partícula la han llamado X17... 
Para entender por qué esto es importante, hay que explicar varias cosas. Nuestro universo se rige por cuatro fuerzas fundamentales: la interacción nuclear fuerte, la interacción nuclear débil, el electromagnetismo y la gravedad. La gravedad domina el mundo de lo muy grande.
El resto de fuerzas dominan el mundo de lo muy pequeño. Y con ellas, se puede explicar casi todo lo que observamos en el universo. Desde las galaxias, hasta los seres vivos más pequeños... todo se puede explicar gracias a esas cuatro interacciones fundamentales... ->
pero resulta que el Modelo Estándar (que es el nombre que recibe el marco que explica esas fuerzas) no es perfecto. No es capaz de darnos todas las respuestas. Por ejemplo, no es capaz de ayudarnos a entender qué es la energía y la materia oscura:
Por cierto, hago un inciso rápido para recordar que hablé de Vera Rubin en este hilo, fue clave para ayudarnos a descubrir la materia oscura:
En esencia, la materia oscura aporta gravedad adicional. La energía oscura es la responsable de la aceleración de la expansión del universo. Ambas son imprescindibles para poder explicar lo que observamos a gran escala, y son extremadamente abundantes en el universo.
Así, la energía oscura supone alrededor del 70% del universo. La materia oscura, el 25%. El 5% restante es la materia bariónica (o visible). Es decir, todo lo que podemos ver, que está formado por materia bariónica, es solo el 5% del universo. No entendemos un 95%...
Sabemos que están ahí porque son necesarios para explicar lo que observamos. Por ejemplo, sin la presencia de la materia oscura, las galaxias no serían capaces de mantenerse unidas por la gravedad aportada únicamente por la materia visible. Así que se sabe que está ahí...
¿Esto que quiere decir? ¿Qué tiene que ver con la partícula X17 y por qué lo hace interesante? La materia oscura y la energía oscura apuntan a que el Modelo Estándar está incompleto. Falta algo que podría alterar profundamente nuestra comprensión de la física y del cosmos...
El problema es que no está claro qué es exactamente lo que hace falta. ¿Cuál es esa puerta que nos permita encontrar todo lo que falta para completar el Modelo Estándar? Nadie lo sabe, pero de dar con ello, podríamos desarrollar una teoría del todo:
Permitiría explicar todo lo que observamos en el universo (todo) en una sola teoría. Nos dejaría unificar el mundo de lo muy grande (la gravedad) con el mundo de lo muy pequeño (el resto de fuerzas fundamentales). Algo que ahora mismo no es posible hacer. Son incompatibles.
Y aquí es donde entra en escena esta partícula llamada X17. Un grupo de investigadores ha anunciado que la ha detectado por segunda vez. Creen que sería un ejemplo de un nuevo bosón. Pero.... ¿qué es un bosón? Es una partícula encargada de transmitir las fuerzas fundamentales.
Conocemos cuatro, que se corresponden con tres de esas fuerzas: el gluon (que es el bosón de la interacción nuclear fuerte), los bosones W y Z (que son los bosones de la interacción nuclear débil) y el fotón (que es el bosón del electromagnetismo):
¿Y qué hay de la gravedad? No tiene un bosón, aunque se ha planteado que, de existir, sería el gravitón. De hecho, descubrirlo, permitiría unificarlo. Pero hay que tener claro que X17 no sería el gravitón, se correspondería con otra fuerza fundamental de la naturaleza. Una nueva.
Y a estos bosones le podemos sumar, además, el bosón de Higgs, cuya función es, básicamente, decirle al resto de partículas cuánta masa tienen. Es algo de lo que hablé en este hilo:
X17, si realmente existe, sería una partícula con propiedades diferentes a la de los demás bosones. De existir, se cree que podría ayudar a entender qué es la materia oscura. Pero, eso sí, solo es una posibilidad (intrigante, pero una posibilidad). ¿cómo la han detectado?
La primera detección se produjo en 2016. Al analizar como emite luz un átomo de berilio-8 en estado excitado. En estado excitado quiere decir, simplemente, con más energía de lo que podría tener en su estado mínimo. El berilio-8 no es estable. Con el tiempo degenera en helio-4.
En aquella ocasión, lo que estos investigadores vieron es que, con suficiente energía (en ese átomo excitado), la luz se transforma en un electrón y positrón, que se repelen mutuamente, como dos imanes acercándose por el mismo polo, en un ángulo que se puede predecir.
Hasta aquí todo es normal. A más energía, el ángulo en el que electrón y positrón aumenta igualmente. Al menos en teoría, porque en la práctica, en su experimento, observaron que no era así. Había más electrones y positrones separándose en un ángulo de 140º que en el resto.
No debería existir esa diferencia. Ahora, en el segundo experimento que han hecho, se ha observado lo mismo, pero usando esta vez helio-4. En este caso, el comportamiento se ha repetido, en un ángulo de 115º. Los investigadores creen que en ambos casos se produjo un bosón.
Ese bosón tendría una masa en torno a 17 megaelectronvoltios (unas 30 veces más masa que un electrón). Si realmente existe, interaccionaría con los neutrones, según han explicado, y apuntaría a que hay una nueva fuerza fundamental. Pero aquí viene el jarro de agua fría...
Es cierto que, de existir, sería una revolución en el mundo de la física. Lo pondría todo patas arriba, significaría que hay una nueva puerta que estudiar. Todo un campo para entender mejor el universo. Pero hay que ser MUY escépticos con este descubrimiento. No está confirmado.
De hecho, este segundo estudio ni siquiera ha pasado todavía por la revisión a pares (que viene a ser un método para validar estudios, asegurarse de que no contienen errores, etc). Además, esta es la segunda detección. Pero solo estos investigadores han logrado esos resultados.
Nadie más ha logrado replicarlos. No hay ninguna fuente más. Y, de existir este bosón, parece lógico suponer que otros investigadores deberían ser capaces de replicar el experimento y obtener los mismos resultados. Así que, para bien o para mal, es muy probable que no sea nada.
Si no fuese así, y realmente existiese, tardaremos una buena temporada en saberlo. Porque habrá muchos experimentos para descartar que sea un falso positivo. Así que, suponiendo que realmente existiese, habrá que tener paciencia para tener esa confirmación.
Si existe, puede que incluso se pueda explicar qué es la materia oscura (porque algunos experimentos que intentan encontrar qué partícula podría ser, apuntan a partículas que tendrían una masa similar a la de X17). No solo eso, sería un soplo de aire fresco para muchos físicos.
Habría mucho que estudiar y comprender, hasta ahora desconocido. Pero por ahora, la realidad es que todo sigue como estaba. Los estudios han sido recibidos con mucho escepticismo, y habrá que ver si se logran replicar esos resultados. Por ahora no hay una quinta fuerza....
En cualquier caso, si os pica la curiosidad, el estudio es Krasznahorkay, M. Csatlos, L. Csige et al.; «New evidence supporting the existence of the hypothetic X17 particle». Está disponible para su consulta en la plataforma arXiv: arxiv.org/pdf/1910.10459…
Si hubiese que optar por una posibilidad u otra, de momento todo apunta a que no hay una quinta fuerza. No quiero terminar sin mencionar a Max Planck, que nos ayudó a entender el mundo de lo muy pequeño y también fue una figura muy importante:
¡Fin del hilo!
¡Ya está el hilo disponible como Momento de Twitter!
twitter.com/i/moments/1206…
twitter.com/i/moments/1206…
