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Quinta fuerza

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Contenido

Evidence for a Protophobic Fifth Force from Be Nuclear Transitions

  • Jonathan L. Feng, Bartosz Fornal, Iftah Galon, Susan Gardner, Jordan Smolinsky, Tim M. P. Tait, and Philip Tanedo
  • Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, California 92697-4575 USA
  • Department of Physics and Astronomy, University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40506-0055 USA


Recently a 6.8 anomaly has been reported in the opening angle and invariant mass distributions ofe+e


Quinta fuerza es el posible descubrimiento de una partícula subatómica previamente desconocida. Se cree que la fuerza actúa más o menos con la misma intensidad que la gravedad (es decir, es mucho más débil que la interacción electromagnética o la interacción nuclear fuerte) y tiene un rango de algo menos de 1 milímetro hasta distancias cósmicas.

Según han explicado los autores físicos teóricos de la Universidad de California en Irvine (UCI), en el artículo, publicado en 'Physical Review Letters', se trata de un hallazgo "revolucionario" porque una quinta fuerza podría "cambiar completamente la comprensión del Universo", con consecuencias para "la unificación de las fuerzas y la materia oscura", según un estudio de la Academia de Ciencias de Hungría del pasado año 2015 y un estudio más reciente de un equipo de EE.UU, publicado en arXiv[1]. Dicha fuerza de la naturaleza se uniría, en tal caso, a las cuatro ya conocidas: Gravedad, Electromagnetismo, Fuerza Nuclear Fuerte y Fuerza Nuclear Débil.

Las dos primeras, conocidas por una experiencia cotidiana, las otras dos, como la descubierta recientemente, se dan por una interacción de partículas que no se pueden observar a simple vista.

Los investigadores de la UCI comenzaron el estudio a través de uno iniciado por los físicos nucleares húngaros que estaban buscando "fotones oscuros", unas partículas que significarían la materia oscura invisible, y que acabaron descubriendo una anomalía de la desintegración radiactiva que apunta a la existencia de una partícula de luz sólo 30 veces más pesada que un electrón."Los científicos no fueron capaces de afirmar que era una fuerza nueva. Simplemente registraron un exceso de eventos que indicaban una nueva partícula, pero no estaba claro para ellos si se trataba de una partícula de materia o una partícula portadora de fuerza", ha apuntado el autor principal Jonathan Feng.

Ante esto, el grupo estudió los datos, así como todos los demás experimentos anteriores en este área, y demostraron que la evidencia desfavorece firmemente a ambas partículas de materia oscura y fotones.

Así, propusieron una nueva teoría que, a su juicio, "sintetiza todos los datos existentes y determina que el descubrimiento podría indicar una quinta fuerza fundamental".

Una nueva partícula

El trabajo de la UCI demuestra que en lugar de ser un fotón oscuro, la partícula puede ser una 'X Higgs protophobic'. Mientras que la fuerza eléctrica normal actúa sobre los electrones y protones, esta nueva partícula de Higgs interactúa únicamente con electrones y neutrones y en una gama muy limitada.

Otro de los responsables de este trabajo, Timothy Tait, ha señalado que "no se ha observado que haya otra Higgs con esta misma característica". "A veces también lo llamamos el 'bosón X', donde X significa desconocido", ha explicado.

Feng ha señalado que hay otros experimentos que pueden ser cruciales para este hallazgo. A su juicio, "la partícula no es muy pesada, y los laboratorios han tenido las energías necesarias para descubrirlo desde los años 50 y 60", pero "hay sido difícil de encontrar hasta ahora porque sus interacciones son muy débiles".

Debido a que la nueva partícula es tan ligera, hay muchos grupos experimentales que trabajan en pequeños laboratorios de todo el mundo que ahora pueden hacer un seguimiento de las solicitudes iniciales, según apuntan los expertos. "Ahora saben dónde buscar", han concluido. Hasta ahora se han encontrado 4 fuerzas, o interacciones, denominadas fundamentales. De estas 4 fuerzas, solamente la gravedad actúa a escala cósmica y es una fuerza de atracción, no de repulsión. Por este motivo, para muchas personas resulta muy difícil aceptar que la explosión del Big Bang de potencia inimaginable inició el proceso de esparcir el cosmos en todas direcciones en un proceso de expansión que todavía prosigue hasta el día de hoy.

Evidence for a Protophobic Fifth Force from 8Be Nuclear Transitions

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Las cuatro fuerzas de la naturaleza

Fuerza de gravedad

La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales. Origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina interacción gravitatoria o gravitación.

Si un cuerpo pesado está situado en las proximidades de un planeta, un observador a una distancia fija del planeta medirá una aceleración del objeto dirigida hacia la zona central de dicho planeta, si el objeto no está sometido al efecto de otras fuerzas. En la superficie de la Tierra, la aceleración originada por la gravedad es 9,80665 m/s², aproximadamente.

Fuerza Debíl

La fuerza débil o fuerza nuclear débil o interacción nuclear débil actúa entre partículas elementales, en todos los procesos de interacción entre los neutrinos y la materia. La fuerza débil o interacción débil es responsable de algunas reacciones nucleares.

Fuerza nuclear fuerte

La fuerza nuclear fuerte o interacción fuerte es un centenar de veces más intensa que la fuerza electromagnética y es la que mantiene unidos en el núcleo atómico a protones y neutrones. Ambas partículas, denominadas nucleones, permanecen así unidas.

Fuerza electromagnetica

Dos partículas con cargas eléctricas iguales se repelen. Dos partículas con cargas eléctricas diferentes se atraen. En ambos casos, con una fuerza que es directamente proporcional a las cargas eléctricas y que disminuye con el cuadrado de la distancia que las separa. Es la interacción electromagnética.

Las cuatro fuerzas llamadas fundamentales se reducirían a dos, si resultara correcta la unificación de la Teoría Cuántica de Campo y la Cromodinámica Cuántica.

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