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El hipotético 'bosón Madala' podría explicar la materia oscura

Físicos sudafricanos sostienen, basándose en datos del CERN, la existencia de una nueva partícula clave


Físicos sudafricanos sostienen, basándose en datos del CERN, la hipótesis de que hay un bosón, al que denominan Madala, que podría ayudar a explicar la materia oscura del Universo. Tendría una importancia similar a la del bosón de Higgs, que ha explicado la materia conocida.





Colisiones protón-protón en las que se observan dos electrones y dos muones de alta energía. Imagen: L. Taylor/T. McCauley. Fuente: CERN.
Colisiones protón-protón en las que se observan dos electrones y dos muones de alta energía. Imagen: L. Taylor/T. McCauley. Fuente: CERN.
Científicos del Grupo de Física de Altas Energías (HEP) de la Universidad de Witwatersrand -Wits- en Johannesburgo (Sudáfrica9 predicen la existencia de un nuevo bosón que podrían ayudar a comprender la materia oscura del Universo.

Utilizando datos de una serie de experimentos que condujeron al descubrimiento y la primera exploración del bosón de Higgs en el CERN (Ginebra, Suiza) en 2012, el grupo estableció lo que ellos llaman la hipótesis Madala, que describe un nuevo Higgs, llamado el bosón Madala.

El experimento se repitió en 2015 y 2016, después de que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) estuviera apagado durante dos años y medio. Los datos reportados por los experimentos del LHC en 2016 han corroborado los aspectos de los datos que desencadenaron la hipótesis Madala.

"Basándonos en una serie de características y peculiaridades de los datos comunicados por los experimentos del LHC y recogidos hasta finales de 2012, y en colaboración con científicos de India y Suecia, formulamos la hipótesis Madala", dice el profesor Bruce Mellado, líder del grupo HEP, en la nota de prensa de la universidad.

El equipo del proyecto Wits Madala se compone de aproximadamente 35 jóvenes estudiantes e investigadores de Sudáfrica y otros países del continente que están contribuyendo a comprender los datos que salen de los experimentos del LHC, junto con las investigaciones fenomenológicas de teóricos tales como Alan Cornell y Mukesh Kumar y el apoyo en el ámbito de los instrumentos de medida de Elias Sideras-Haddad (todos Wits).

La hipótesis describe la existencia de un nuevo bosón y su campo asociado, similar al bosón y campo de Higgs. No obstante, mientras que el bosón de Higgs en el Modelo Estándar de la física solamente interactúa con la materia conocida, el bosón Madala interactúa con la materia oscura, que forma alrededor del 27% del Universo.

"La física actual está en una encrucijada similar a los tiempos de Einstein y los padres de la mecánica cuántica", dice Mellado. "La física clásica no pudo explicar una serie de fenómenos y, como resultado, necesitaba ser revolucionada con nuevos conceptos, tales como la relatividad y la física cuántica, lo que llevó a la creación de lo que ahora conocemos como física moderna."

Materia oscura

La teoría que respalda la comprensión de las interacciones fundamentales de la naturaleza de la física moderna se conoce como el Modelo Estándar. Con el descubrimiento del bosón de Higgs en el LHC en 2012, que recibió el Premio Nobel de Física de 2013, el Modelo Estándar se ha completado. Sin embargo, este modelo es insuficiente para describir una serie de fenómenos como la materia oscura.

El universo está hecho de materia y energía. La masa que podemos tocar, oler y ver, la masa que puede ser explicada por el bosón de Higgs, representa sólo el 4% de la masa-energía del Universo. El resto es simplemente desconocido, y sin embargo forma en torno al 27% del mundo que nos rodea.

El siguiente gran paso para la física de las interacciones fundamentales es comprender la naturaleza de la materia oscura: ¿De qué está hecha? ¿Cuántos tipos diferentes de partículas hay? ¿Cómo interactúan entre sí? ¿Cómo interactúa con la materia conocida? ¿Qué puede decirnos acerca de la evolución del Universo?

El descubrimiento del bosón de Higgs ha abierto la puerta a hacer aún más descubrimientos innovadores, tales como la observación de nuevos bosones que estén vinculados a fuerzas y partículas desconocidas previamente. Estas nuevas partículas pueden explicar de dónde viene la materia desconocida del Universo.


Miércoles, 7 de Septiembre 2016
Universidad de Witwatersrand/T21
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