Hermosa teoría se estrella con chocantes partículas

El 28 de febrero, la revista Nature publicó un artículo de Geoff Brumfiel que explica en qué consiste la inconsistencia (perdón) entre experimentos y teoría, de donde tomamos y parafraseamos algunos párrafos:

“Maravillosa, bella y única” es como Gordon Kane describe la Supersimetría, una teoría que él y muchos otros físicos creen que resolverá muchos problemas de nuestra comprensión del mundo subatómico, aunque ahora están un tanto ansiosos porque, a pesar de su elegancia, la teoría podría ser errónea.

Y es que en el LHC no se han encontrado rastros de las súper partículas que predice la teoría.

“Estamos arrinconando a la supersimetría”, dice Chris Lester, quien trabaja en el detector Atlas del LHC. En el Atlas es donde se ha hecho la búsqueda de súper partículas y se espera que colecte muchos más datos en un par de semanas, cuando el LHC empiece a funcionar a “alta potencia”.

Cuando Susy fue la alternativa

La Teoría de la Supersimetría (a la que se le dice con cariño Susy) surgió en los años 70 como una forma de resolver una falla del modelo estándar de la física de partículas. Los investigadores ya han encontrado todas las partículas predichas por el modelo excepto una: el bosón de Higgs, que se supone sería el encargado de dar masa a las otras partículas.

El Higgs es crucial para la teoría, pero el cálculo de su masa está sujeto a enormes fluctuaciones debido a los efectos cuánticos de otras partículas fundamentales. Esas fluctuaciones pueden podrían incrementar la masas del Higgs a tal punto que las otras partículas deberían ser más masivas de lo que son en realidad, con lo cual darían al traste del modelo estándar.

Los teóricos pueden eliminar las fluctuaciones del modelo, pero sólo a costa de darle un valor muy preciso a la masa del Higgs, una fracción más o menos y toda la edificación teórica se derrumba. Muchos físicos se sienten incómodos con una teoría que exige una afinación tan delicada para funcionar.

Susy ofrece una alternativa al problema de la “afinación delicada”. La teoría postula que cada partícula tiene una pareja supersimétrica más pesada, la mayor parte de las cuales son inestables y casi no interactuan con la materia normal. Las fluctuaciones cuánticas de las partículas supersimétricas cancelan perfectamente las de las partículas regulares, con lo que el bosón de Higgs regresa a un rango de masa aceptable.

Y Susy puede resolver otros problemas. Algunas de las partículas supersimétricas más ligeras podrían constituir la elusiva materia oscura que los cosmólogos has estado buscando desde 1930.

A pesar de que nunca ha sido vista, se calcula, por el movimiento de las galaxias, que la materia oscura representa el 83% de toda la materia del Universo.

Susy, además, puede usarse para unir todas las fuerzas (la magnética y las nucleares débil y fuerte) salvo la gravedad en una sola, un gran paso rumbo a la “teoría unificadora” que sería una de las metas últimas de la ciencia.

Pero para algunos teóricos, lo mejor de Susy es su belleza matemática, misma que ha causado una auténtica devoción, dice Adam Falkowski de la Universidad del sur de París .

Regreso al origen

Sin embargo, las colisiones entre partículas a energías cada vez más altas no han aportado evidencias directas de las súper partículas predichas por la teoría (en el mundo de las partículas hay una relación directa entre la masa de la partícula y la energía).

Así que los experimentos en el LHC, cuya energía es mayor que la usada hasta ahora, dejan libre el terreno solo para partículas muy pesadas, las cuales no podrían cancelar las problemáticas fluctuaciones cuánticas.

Los teóricos aún pueden hacer funcionar a Susy (de quien se dice que está en la crisis de la edad madura), pero para ello tienen que asignar masas muy específicas y regresar al problema del modelo de “afinación delicada”, lo cual es más que un poco incómodo, pues la teoría de la supersimetría se creo para evitar ese problema.

John Ellis del CERN, que lleva 30 años trabajando con Susy dice que no la abandonará hasta ver los resultados, con más energía de finales de 2012.

Alessandro Stumia de la Universidad de Pisa destaca que para algunos físicos representa la diferencia entre aspirar al Nobel o admitir que han dedicado su vida a pasear por un camino equivocado.

“Muchas cosas cambiarán si no podemos demostrar a Susy”, dice Chris Lester, pues habría que empezar otra vez. “Pero para el campo de la física de partículas sería, en general, emocionante”.