Experimento Fermilab: anomalías de Muón g-2
La evidencia que mostró Fermilab, un laboratorio de aceleración de partículas del Departamento de Energía de Estados Unidos, se basa en un registro mayor en el “Factor G”, que se relaciona con el momento magnético que tiene un muón, el que siempre ha tenido un número establecido por el modelo estándar de medición de partículas.
La pieza central del experimento es un anillo de almacenamiento magnético superconductor de 50 pies de diámetro, que opera a 450 grados Fahrenheit negativos y estudia la precesión de los muones a medida que viajan a través del campo magnético. Foto: Reidar Hahn, Fermilab.
“La teoría del modelo estándar indica que el Factor G debería valer dos y lo que midieron ahora en Fermilab fue que este número no vale dos, sino que está corrido de ese dos”, explicó la investigadora del Instituto de Física UC y directora alterna del Instituto Milenio de Física Subatómica en la Frontera de Altas Energías (SAPHIR), Francisca Garay sobre el experimento “Muon G-2”, hecho por este laboratorio de aceleración de partículas del Departamento de Energía de Estados Unidos, cuyos resultados podrían indicar que hay partículas que no se están registrando o sumando con el modelo estándar actual de medición.
La investigadora UC comentó que algo similar ocurrió hace 20 años atrás cuando expertos del Brookhaven National Laboratory de Nueva York midieron este mismo Factor G y encontraron una discrepancia, pero la teoría no llegó tan lejos porque no tenían tanta data acumulada. “El resultado presentado por Fermilab para obtener este 4.2 sigma está cerca del descubrimiento y ya no es tanto una evidencia”, destacó la experta.
Los 5 sigma
Francisca Garay dijo que es necesario “acumular más datos, mejorar la precisión y registrar esos 5 sigmas para poder gritar ‘Eureka’ o por el contrario, saber que estamos cerca de este valor teórico y que no hay una desviación de lo que la teoría no mide”.
Para confirmar este descubrimiento, Fermilab pretende tomar un nuevo período de data en el 2022. “Con esos bloques de data, sumados a los que ya hicieron ahora y los registrados por Brookhaven se busca lograr los 5 sigma para decir que hay descubrimiento o decir que no hay nada y que de verdad fue una fluctuación del ruido”, señaló la experta.
¿Qué es el Muón g-2?
Se trata del nombre que le dio Fermilab a este experimento que midió la precesión del muón sometido al campo magnético de un acelerador. “Un muón es una partícula elemental, como el hermano gordito del electrón. Es lo mismo, pero más pesado. Una propiedad que comparten se llama spin y esto se traduce en que el muón tuviese adentro un magneto. Entonces lo que están midiendo es cómo se comporta este magneto a medida que se va moviendo dentro de un acelerador circular de partículas”, explicó Garay.
El magneto del muón hace algo parecido a la “precesión” al igual que un trompo. “Desde la teoría del modelo estándar, ésta nos dice que la materia está constituida por electrones, muones, taus, quartz también tenemos a los representantes de la fuerza. Si tú tienes una discrepancia experimental porque el modelo te dice que esta partícula tiene que ser de color rojo, pero yo la veo azul, si pasa esto tiene que haber algo detrás que en mi teoría yo no estoy contemplando que no me predice que es de color azul. Eso se traduce en que hay partículas, no nuevas en la naturaleza sino que no han sido agregadas en la teoría. Hay que ver qué tipo de partículas son para poder explicar lo que está pasando con este Factor G del muón”, concluyó la investigadora del Instituto de Física.
