La tentadora teoría de que podría existir una quinta fuerza de la naturaleza ha recibido un impulso gracias al inesperado bamboleo de una partícula subatómica, según han revelado los físicos. Según los conocimientos actuales, existen cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza, tres de las cuales, la fuerza electromagnética y las fuerzas nucleares fuerte y débil, se explican mediante el modelo estándar de la física de partículas.

Sin embargo, el modelo no explica la otra fuerza fundamental conocida, la gravedad o la materia oscura, una sustancia extraña y misteriosa que se cree que constituye aproximadamente el 27% del universo.

Ahora los investigadores han dicho que podría haber otra quinta fuerza fundamental de la naturaleza.

El doctor Mitesh Patel, del Imperial College London, dijo: "Estamos hablando de una quinta fuerza porque no necesariamente podemos explicar el comportamiento [en estos experimentos] con las cuatro que conocemos". Los datos provienen de experimentos en las instalaciones del acelerador de partículas Fermilab US, que exploraron cómo las partículas subatómicas llamadas muones, similares a los electrones pero unas 200 veces más pesadas, se mueven en un campo magnético.

Patel dice que los muones se comportan un poco como la peonza de un niño, girando alrededor del eje del campo magnético. Sin embargo, a medida que los muones se mueven, se tambalean. El modelo estándar puede predecir la frecuencia de ese bamboleo.

Pero los resultados experimentales de FermiLab no parecen coincidir con esas predicciones.

El profesor Jon Butterworth del University College London, que trabaja en el experimento Atlas en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el Cern, dijo: “Las oscilaciones se deben a la forma en que el muón interactúa con un campo magnético. Se pueden calcular con mucha precisión en el modelo estándar, pero ese cálculo implica bucles cuánticos, con partículas conocidas que aparecen en esos bucles.

"Si las mediciones no se alinean con la predicción, eso podría ser una señal de que aparece alguna partícula desconocida en los bucles, que podría, por ejemplo, ser el portador de una quinta fuerza".

Los hallazgos siguen un trabajo previo de FermiLab que mostró resultados similares .

Pero Patel dijo que había una "mosca en el ungüento", y señaló que entre los primeros resultados y los nuevos datos, la incertidumbre ha aumentado en torno a la predicción teórica de la frecuencia.

Eso, dijo, podría cambiar la situación. “Tal vez lo que están viendo es un pensamiento científico estándar, el llamado modelo estándar”, dijo Patel.

Hay otros problemas. Butterworth dijo: “Si se confirma la discrepancia, estaremos seguros de que hay algo nuevo y emocionante, pero no estaremos seguros de qué es exactamente.

“Idealmente, la discrepancia informaría nuevas ideas teóricas que conducirían a nuevas predicciones, por ejemplo, de cómo podríamos encontrar la partícula que lleva la nueva fuerza, si eso es lo que es. La confirmación final sería construir un experimento para descubrir directamente esa partícula”.

Los experimentos en Fermilab no son los únicos que sugieren la posibilidad de una quinta fuerza: el trabajo en el LHC también ha producido hallazgos tentadores, aunque con un tipo diferente de experimento que analiza la velocidad a la que se producen muones y electrones a medida que ciertas partículas se desintegran . .

Pero Patel, quien trabajó en los experimentos del LHC, señaló que esos resultados ahora eran menos coherentes. “Son experimentos diferentes, que miden cosas diferentes, y puede haber o no una conexión”, aseguró.

Butterworth agregó que la frecuencia inesperada de las oscilaciones de los muones fue una de las discrepancias más importantes y de mayor duración entre una medición y el modelo estándar.

“La medición es un gran logro, y es muy poco probable que tenga un error ahora”, garantizó. "Entonces, si las predicciones de la teoría se resuelven, esta podría ser la primera evidencia confirmada de una quinta fuerza, o algo más extraño y más allá del modelo estándar".