El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) acaba de dar un paso hacia la exploración del llamado “zeptoverso”, una escala de la realidad donde las distancias se miden en zeptómetros, equivalentes a una miltrillonésima parte de un metro. Para dimensionar lo que representa esta unidad, considera esto: un átomo típico mide alrededor de 100,000 millones de zeptómetros de diámetro.
El avance se produjo en el CERN. Científicos del centro de investigación europeo encontraron evidencia de una de las desintegraciones más improbables de la materia, un fenómeno buscado durante más de cuatro décadas. Al hacer chocar protones a velocidades cercanas a la de la luz, los investigadores produjeron numerosas partículas y, entre los rastros, encontraron señales de que algunas de ellas, conocidas como mesones B neutros, se habían desintegrado en un muón y un antimuón.
El Modelo Estándar predice que esta transformación ocurre aproximadamente una vez por cada 10,000 millones de desintegraciones de mesones B neutros. En otras palabras, incluso si los científicos observaran 10,000 millones de estas partículas desintegrarse, esperarían encontrar, en promedio, un solo caso en el que se produjeran un muón y un antimuón. La extraordinaria rareza del proceso explica por qué identificarlo ha requerido décadas de investigación y enormes cantidades de datos experimentales.
Un mesón es una partícula diminuta, más pequeña que un átomo, que puede surgir de las colisiones entre otras partículas. Su existencia es muy breve, porque rápidamente se transforma en otras partículas. Los muones, por su parte, son similares a los electrones que encontramos en los átomos, pero unas 200 veces más pesados. Los científicos estudian estas partículas y sus desintegraciones para comprobar las predicciones de la física actual y buscar indicios de partículas todavía desconocidas.
Un universo en miniatura permitió probar la idea radical de que el tiempo podría surgir de los cambios entre partículas y no de un reloj externo.
El zeptoverso y lo que todavía no podemos observar
Esta desintegración abre una nueva vía para investigar los límites de lo observable. A través de ella, los científicos podrían encontrar señales de partículas desconocidas, demasiado masivas para producirse directamente en el colisionador. Por ahora, los resultados coinciden con las predicciones de la física actual, pero futuras mediciones podrían revelar fenómenos asociados con el zeptoverso.
En términos científicos, el experimento alcanzó una significancia estadística de 3.2 sigma, suficiente para considerar que existe evidencia de esta desintegración, pero todavía por debajo de los 5 sigma necesarios para anunciar un descubrimiento en física de partículas. Es la primera vez que un solo experimento consigue evidencia de este fenómeno. Los resultados fueron presentados por la colaboración LHCb del CERN y están disponibles en un estudio publicado en el repositorio científico arXiv el 30 de octubre.
“Medir esta desintegración de quark con tal precisión podría revelar signos de nuevas partículas que son demasiado pesadas para ser producidas directamente en el LHC. En general, cuanto más improbable sea una descomposición, más sensible es a la influencia de nuevas partículas”, escribió el CERN en un comunicado.
Más allá del zeptoverso existen escalas todavía menores, como la longitud de Planck, unos 60 billones de veces más pequeña que un zeptómetro (60 trillion, en inglés). Los científicos aún no saben si en esas distancias existen nuevas partículas, fuerzas o incluso propiedades desconocidas del espacio y el tiempo. Por ahora, buena parte de lo que podría ocurrir allí pertenece al terreno de las hipótesis.
