¿Qué demonios ocurre con los muones?

Salvo por la inauguración del LHC, la física de partículas es una disciplina que no ha dado muchas sorpresas en los últimos años. Esto podría cambiar a la luz de los extraños resultados obtenidos por el detector CDF en el venerable acelerador Tevatrón del Fermilab (Illinois, EE UU). Al igual que el LHC, el Tevatrón es un acelerador de hadrones, es decir, hace colisionar haces de protones contra haces de antiprotones y se dedica a explorar los resultados de los fuegos artificiales resultantes a la espera de que aparezca algo nuevo...y parece que ahora ha aparecido. Uno de los objetivos del experimento CDF es estudiar la creación de pares de quarks bottom-antibottom (b-bbar, , en la jerga física, conocidos también como mesones Y o estados bottomonium). El quark bottom, al igual que su antipartícula, es inestable y se desintegra en un picosegundo, produciendo muones (primos masivos de los electrones), que son fácilmente detectados. El caso es que al interpretar los datos del CDF, la sección eficaz del par b-bbar no coincide con lo esperado, es decir, el número de muones que se observan no coinciden con los cálculos teóricos. Este fenómeno podría deberse a la existencia de una nueva partícula con una vida media de 20 picosegundos, lo cual iría en contra de lo establecido por el Modelo Estándard. Esto no puede parecer muy excitante, al fin y al cabo, ¿qué más da una partícula más o menos? Si no es el bosón de Higgs, un axión o una partícula supersimétrica, lo demás no parece muy importante.

Sin embargo, hay que recordar que el Modelo Estándard ha sido un completo éxito en los últimos treinta años y que todos los experimentos de física de partículas realizados desde entonces prácticamente se han limitado a concretar parámetros (masas, vidas medias, etc.), sin descubrir ninguna grieta en el sólido edificio del Modelo. El descubrimiento del Bosón de Higgs o de alguna partícula supersimétrica sería un avance impresionante, pero previsto. Si se llega a confirmar la existencia de esta partícula estaríamos ante una sorpresa en toda regla, y una difícil de encajar en el Modelo. Hasta ahora, una de las pocas propuestas que podría explicar la existencia de esta partícula fantasma sería una misteriosa Teoría Unificada de la Materia Oscura, que, de confirmarse, sería revolucionaria.

La confirmación podría llegar de la mano del detector D0, también en el Tevatrón. ¿Estamos ante una revolución de la física de partículas o un error de cálculo a la hora de apreciar la contribución de los piones de fondo? El tiempo dirá.


Más info:

• Study of multi-muon events produced in p-pbar collisions at sqrt(s)=1.96 TeV, paper original del descubrimiento.
• CDF publishes multi-muons.
• The Last Monolith.