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LO ESENCIAL
Un avance en la física moderna ha cerrado uno de los grandes enigmas de la física moderna, pero sus resultados plantean dudas sobre décadas de mediciones electrón-positrón. La discrepancia obliga a los investigadores a considerar la posibilidad de errores experimentales persistentes o la existencia de nuevas partículas alterando el comportamiento de los quarks.
El factor g-2 del muón, que permite estudiar la influencia de todas las partículas conocidas y buscar señales de física desconocida, ha sido objeto de una nueva medición en el colisionador VEPP-2000, lo que cambió significativamente el panorama y reabrió el debate. Un misterio de 25 años en torno al comportamiento magnético del muón parecía haber llegado a su fin, pero la solución generó una contradicción aún más profunda.
Los físicos comparan una medición extremadamente precisa del muón con cálculos que intentan describir todas las partículas que influyen en su movimiento. La diferencia original alcanzaba aproximadamente una parte en un millón, una escala pequeña en términos cotidianos, pero enorme para la física de partículas. En 2021, una simulación mediante QCD en red coincidió con el resultado experimental de Fermilab con una precisión cercana a una parte en 100.000 millones.
CONTEXTO
El muón, un primo más pesado del electrón,
La teoría cuántica impide que el muón permanezca aislado en la práctica. Durante su movimiento, emite partículas efímeras, como fotones, que pueden generar nuevas partículas antes de que toda la cadena desaparezca y el muón las reabsorba. Cada partícula existente puede contribuir de manera diminuta a ese proceso de emisión y reabsorción. Por esa razón, medir con precisión el valor adicional conocido como g-2 permite estudiar indirectamente cuántas partículas influyen en el universo cuántico.
EN PERSPECTIVA
Alex Keshavarzi, investigador principal del University College London, describió la medición del g-2 como un indicador de cuántas partículas existen en el universo. Una desviación inesperada podría revelar entidades todavía desconocidas, incluida alguna relacionada con la materia oscura.
El interés moderno por el problema aumentó en 2001, cuando un experimento del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Long Island, midió un factor g del muón mayor que el previsto por los cálculos disponibles en ese momento. La diferencia fue suficientemente llamativa para sugerir que nuevas partículas podían estar afectando el movimiento de los muones. Los investigadores decidieron entonces repetir la medición con mayor precisión y recolectar una cantidad superior de datos.
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