Físicos rusos podrían haber descubierto un nuevo bosón ligero

La partícula que recibió el nombre condicional de Е(38) fue descubierta por los físicos del Instituto Unificado de Investigaciones Nucleares de Dubná (Rusia) en el marco de sus experimentos en el Nuclotrón, el sincrotrón de partículas basado en la tecnología de imanes superconductores. Los experimentos consistían en acelerar los deuterones (es decir, los núcleos del átomo de deuterio -un isótopo pesado estable del hidrógeno- que se componen de un neutrón y un protón) hasta que adquieran una energía equivalente a 2 o 3 gigaelectronvoltios y los protones, hasta 4,6 GeV y dirigir el haz a un blanco de carbono o de cobre.

El electronvoltio es una unidad de energía que representa la energía cinética que adquiere un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. En física de altas energías, el electronvoltio resulta una unidad muy pequeña, por lo que son de uso frecuente múltiplos como el MeV o el GeV. Con los más potentes aceleradores de partículas se alcanzan energías del orden del teraelectronvoltio TeV: un ejemplo es el Gran Colisionador de Hadrones, LHC, que puede trabajar con una energía de hasta 14 teraelectronvoltios.

En cuanto al experimento ruso, los espectrómetros gamma ubicados a unos tres metros de distancia del eje del haz registraban los resultados de las colisiones de las partículas con los blancos. Han sido estos espectrómetros que detectaron las huellas de la desintegración de la partícula actualmente conocida bajo el nombre condicional de Е(38) en dos fotones -que Е(38) forma dos fotones cuando se desintegra significa que es un bosón-. La respectiva señal apareció en tres tipos de experimento: cuando los protones y los deuterones acelerados hasta 2 GeV caían en el blanco de carbono y cuando los deuterones acelerados hasta 3 GeV caían en el blanco de cobre.

Por primera vez los físicos postularon la posible existencia de Е(38) en 2011. En aquel entonces los especialistas Eef van Beveren y George Rupp descubrieron las primeras indicaciones de que existía analizando datos de colisiones de electrones y positrones en el PEP-II, un acelerador de partículas del laboratorio estadounidense SLAC. En febrero de 2012 sumaron los resultados de los experimentos realizados en varios otros colisionadores, como CMD (Rusia), CB-ELSA (Alemania) y COMPASS (la Organización Europea para la Investigación Nuclear). Sin embargo, su suposición provocó una oleada de críticas. Un gran número de científicos, entre ellos los especialistas del CERN que trabajan con el COMPASS, comunicaron que esta teoría no tiene fundamento real.

Cabe mencionar que el experimento ruso ha tenido la misma reacción en la comunidad científica internacional. “No hay ninguna partícula nueva”, insiste Tommaso Dorigo, uno de los especialistas que trabajan con el Gran Colisionador de Hadrones. Acentúa que los físicos rusos no proporcionan ningún detalle de cómo determinaron la distribución de la masa invariante de los pares de fotones.

Si los especialistas rusos finalmente logran probar de forma definitiva sus observaciones, se tratará del primer descubrimiento de una partícula no predicha por el Modelo Estándar.