Físicos habrían hallado nuevas pruebas de la existencia de la quinta fuerza fundamental

Un nuevo estudio de físicos húngaros sugiere el hallazgo de nuevas pruebas de la existencia de la llamada 'partícula X17', el misterioso bosón-portador relacionado con la quinta fuerza fundamental aún no reconocida.

Según los conceptos actuales, toda la variedad de interacciones en nuestro mundo se reduce a las manifestaciones de cuatro fuerzas fundamentales: gravedad, electromagnetismo, interacciones nucleares fuertes y débiles. Sin embargo, investigaciones de los científicos del Instituto de Investigación Nuclear Atomki, con sede en Budapest (Hungría), indican que existe otra forma de interacción, aún desconocida, que explicará algunos de los problemas no resueltos de la física.

El equipo científico se pronunció por primera vez sobre la posible existencia de la quinta fuerza fundamental en el 2015, cuando registraron anomalías en la descomposición del isótopo inestable de berilio-8. Un año después, su análisis fue repetido y confirmado por un grupo de físicos teóricos de EE.UU.

Ahora, la nueva investigación de Atomki, liderada por el físico Attila Krasznahorkay, proporciona nuevas evidencias adicionales a favor de la posible existencia del misterioso bosón X17. El estudio ha sido publicado recientemente en arXiv, archivo en línea para investigaciones que no han sido revisadas por otros especialistas en la materia.

¿En qué consiste el experimento?

Los isótopos de berilio-8 son extremadamente inestables, y en los experimentos los obtenían mediante el bombardeo con protones a litio-7. Los núcleos de berilio de vida corta se descomponían inmediatamente con la emisión de un fotón, que, a su vez, se descomponía enseguida en un electrón y un positrón.

Debido a la ley de conservación, el ángulo de la dispersión de este par de partículas es menor, cuan mayor sea la energía del fotón original. Como se esperaba, cuanto más ancho era el ángulo, menos partículas fueron observadas por los científicos.

Sin embargo, en un ángulo de unos 140°, se detectó un salto repentino en la formación de pares electrón-positrón. En el estudio del 2015, los físicos no encontraron ninguna otra explicación para esto, excepto por la existencia de otra partícula aún desconocida, cuya descomposición crea tal anomalía.

Esta partícula es aproximadamente 33 veces más pesada que el electrón, su masa es de aproximadamente 16,7 megaelectronvoltios (MeV), por lo que la llamaron 'X17'; y su vida útil sería de décimas de una milmillonésima de segundo.

De acuerdo con los científicos húngaros, la X17 puede ser un bosón de calibre: portador de la quinta interacción fundamental, aún no descrita.

El modelo estándar de la física moderna de partículas elementales conecta cada una de las fuerzas fundamentales con los bosones de calibre correspondientes. Todavía se desconoce el tipo de la interacción de la que puede ser responsable el bosón X17, pero los científicos húngaros han confirmado una vez más su existencia en el estudio recientemente publicado.

Esta vez, los investigadores han recurrido a la emisión de pares de electrón-positrón por núcleos de helio excitados, que ocurre cuando vuelven a un estado de energía más bajo. Se encontró un número anormal de partículas en los ángulos de aproximadamente 115°, y los cálculos también han permitido asociar este pico con partículas de masa de aproximadamente 16,84 MeV, lo que confirma, de acuerdo con los autores, la existencia del nuevo bosón X17, y en consecuencia la quinta fuerza fundamental.

Aunque los resultados del último estudio del equipo de Atomki todavía no han sido revisados por otros especialistas en la materia, han despertado mucho interés en la comunidad científica, por lo que cabe de esperar que otros equipos de investigadores se unan a su análisis y búsqueda de nuevas pruebas de la existencia de la partícula misteriosa X17.