Insisteixen en la troballa d'una cinquena força fonamental de la Natura

Un equip de físics de la Universitat de Califòrnia, a Irvine, ha anunciat, en un article publicat aquest estiu a Physical Review Letters, que la possible troballa d'una nova partícula desconeguda fins ara, podria ser la prova que es necessitava per demostrar l'existència d'una cinquena força fonamental de la natura.

"Si fos cert -afirma Jonathan Feng, autor principal de l'article- seria alguna cosa revolucionaria. Durant dècades, hem treballat amb quatre forces fonamentals: gravetat, electromagnetisme i les dues forces nuclears, fort i feble. Però si es confirma amb més experiments, el descobriment d'una cinquena força, canviaria per complet la nostra comprensió de l'Univers, i obriria les portes a entendre com les diverses forces s'uneixen en una sola i el que és la matèria fosca".

Fins ara i, a través del Model Estàndard, la Ciència ha explicat amb extraordinària precisió tres de les quatre forces conegudes (electromagnetisme, força nuclear forta i força nuclear feble), i per a cadascuna d'elles ha descobert un com, una partícula (un bosó) que transporta la unitat mínima de cada força. Però la quarta, la gravetat, se segueix resistint a ser quantificada i és un dels malsons més recurrents dels físics de l'actualitat. L'existència d'una cinquena força podria, doncs, ser la clau que ens faltava per comprendre de què està fet realment l'Univers.

Els investigadors van partir d'un estudi dut a terme a mitjan 2015 per un grup de físics experimentals de l'Acadèmia Hongaresa de les Ciències, que buscaven fotons foscos, un dels possibles candidats a ser el component fonamental de la matèria fosca, de la qual se sap que és cinc vegades més abundant que la matèria ordinària que forma estrelles, planetes i galàxies. Els científics hongaresos van descobrir llavors una desintegració radioactiva anòmala, que no podia explicar-se amb les reaccions conegudes i que apuntava a l'existència d'una nova partícula extremadament lleugera, amb prou feines trenta vegades més massiva que l'electró.

Una nova teoria
"Els físics experimentals hongaresos no van aconseguir confirmar que es tractava d'una nova força -afirma Feng-. Ells simplement van observar un excés d'esdeveniments de desintegració que apuntava a l'existència d'una nova partícula subatòmica, encara que no estava clar si es tractava d'una partícula de matèria o de la unitat mínima d'una força".
El grup de la Universitat de Califòrnia va estudiar les dades dels investigadors hongaresos, i també els d'altres experiments previs, i mostrar que no concordaven en absolut amb els supòsits fotons foscos. En comptes d'això, van proposar una nova teoria, en la qual es sintetitzaven totes les dades disponibles i determinaven que el descobriment podria estar apuntant a l'existència d'una cinquena força fonamental de la Natura. Les seves anàlisis inicials es van publicar a l'abril a arXiv, com a preparació de l'estudi que es va fer públic a l'estiu i en el qual s'amplien i es reafirmen en les seves conclusions.

De fet, la feina dels físics demostra que la nova partícula, lluny de ser un protó fosc, podria ser un Bosó X protofóbic, això és, una partícula portadora d'una força i que, a més, no interactúa amb protons. Mentre que la força electromagnètica que coneixem actua per igual en electrons i protons, el nou bosó només es relaciona amb electrons i neutrons i, a més, ho fa a una distància extremadament curta, la qual cosa podria explicar la raó per la qual no s'havia descobert fins ara. Timothy Tait, un altre dels signants de l'estudi, afirma que "cap altre bosó conegut comparteix aquesta característica. De vegades, ens referim a ell com Bosó X, on la X vol dir desconegut".

Una sola força
No obstant això, el propi Feng subratlla que ara el més important és portar a terme nous experiments. "La partícula no és molt pesada, i molts laboratoris disposen de l'energia necessària per a buscar-la des de les dècades dels 50 i 60. Si no l'havien trobat fins ara és pel fet que les seves interaccions són molt febles. Però ara que ja saben on cal buscar exactament, hi ha molts grups experimentals en petits laboratoris de tot el món que podrien partir de les nostres dades".
Per descomptat, i com succeeix amb qualsevol gran avenç científic, la confirmació de l'existència d'una cinquena força a la Natura obriria nous camps d'estudi que podrien avançar en direccions fins ara desconegudes.
Una d'elles, la que més intriga a Feng, és la possibilitat que "aquesta cinquena força potencial podria ajudar a demostrar que totes les forces conegudes no són més que manifestacions d'una força més gran, una única força fonamental".
Citant altres físics, Feng especula que el Model Estàndard, la teoria que explica tots i cadascun dels components de la matèria ordinària, podria tenir un sector fosc independent, amb les seves pròpies formes de matèria i forces. "És possible -explica el físic- que aquests dos sectors parlin entre ells, i que interactuin entre sí a través d'altres forces ocultes fins ara, però igual de fonamentals que les que coneixem. La força que regna en aquest sector fosc podria estar manifestant-se en forma de la força protofóbica que estem veient com a resultat de l'experiment hongarès. I ser la peça que ens faltava per entendre la matèria fosca".

Font: ABC