Una nova proesa tecnològica ens aproxima al món desconegut de la Nova Física

Una nova proesa del Gran Col·lisionador d’Hadrons del CERN ha aconseguit la producció simultània de la partícula elemental més massiva, cosa que obre noves possibilitats a la creació de matèria i suscita dubtes sobre si aquest resultat es deu a forces situades més enllà de la física coneguda. El bosó de Higgs hi està implicat.

Científics que treballen en el Gran Col·lisionador d’Hadrons (LHC), del Laboratori Europeu de Física de Partícules (CERN), han observat per primera vegada la producció simultània de quatre ‘quarks t’, la partícula elemental més massiva coneguda.

La primera observació directa de la producció de quatre ‘quarks t’ és un nou pas per aprendre’n més sobre aquesta fascinant partícula, així com per aprofundir una mica més en el món situat més enllà del Model Estàndard de la física de partícules. Aquest món desconegut és l’així anomenada Nova Física.

El ‘quark top’ (en català ‘quark t’) és una partícula elemental que pertany a la tercera generació de quarks, les úniques partícules elementals que interactuen amb les quatre forces fonamentals: la nuclear forta, l’electromagnètica, la nuclear dèbil i la gravetat.

El ‘quark t’ és una partícula molt inestable, per la qual cosa no té temps de fondre’s amb altres quarks i formar noves partícules anomenades hadrons.

A les portes de la Nova Física

A les portes de la Nova FísicaQue ara, per primera vegada, s’hagi aconseguit la producció simultània de quatre ‘quarks t’ és particularment important, ja que això significa que alguna cosa estranya està passant: noves partícules o forces podrien haver influït en la producció de quatre quarks t mitjançant interaccions situades més enllà del Model Estàndard.

Per aquesta raó, els científics consideren que aquest descobriment pot ser una contribució inesperada a la física que hi ha més enllà del Model Estàndard, particularment per la relació comprovada del ‘quark t’ amb el bosó de Higgs.

El ‘quark t’ és la partícula que té els llaços més forts amb el bosó de Higgs, considerat al seu torn la porta «oficial» d’entrada a una Nova Física.

El bosó de Higgs, descobert el 2012, és una partícula elemental proposada en el Model Estàndard de la física de partícules i la manifestació quàntica del camp de Higgs, que proporciona massa a les partícules elementals amb què interactua.

Interaccions acotades

Interaccions acotadesEl més important a efectes del nou descobriment és que la producció d’un bosó de Higgs es pot obtenir per fusió de ‘quarks t’ i d’‘antiquarks t’, l’antipartícula del ‘quark t’.

Per aprofundir en aquesta direcció, la nova investigació ha acotat la interacció entre el ‘quark t’ i el bosó de Higgs i ha establert dos paràmetres significatius de la seva vinculació amb el Model Estàndard, i això fa que el resultat sigui encara més intrigant de cara a proporcionar noves pistes sobre la Nova Física, destaquen els investigadors.

La col·laboració Atlas, un dels dos grans experiments de l’LHC en què hi participen més de 5.000 científics i tècnics d’arreu del món, havia trobat indicis de la producció simultània de quatre ‘quarks t’ en les dades obtingudes entre el 2015 i el 2018.

Molt més lluny

Molt més llunyAra, després de quatre anys de presa de dades i cinc d’anàlisi, l’equip científic d’Atlas ha arribat molt més lluny aprofitant les millores en el rendiment del detector, les noves tècniques d’anàlisi i una millor comprensió dels principals processos de fons.

Tot això fa que el resultat, presentat la setmana passada en la conferència de Moriond, arribi a un alt nivell de confiança estadística, cosa que confirma la troballa, tot i que no aclareix el dubte de si és el resultat d’interaccions no contemplades en el Model Estàndard.

Els grups espanyols de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) i de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) estan implicats en la recerca de processos rars amb ‘quarks t’.

Marcel Vos, investigador del CSIC a l’IFIC, és el coordinador del grup de física de ‘quarks t’ de l’experiment Atlas, mentre que Aurelio Juste, investigador de l’IFAE, és el president del consell editorial que ha revisat la publicació.

Aclarir els dubtes

Notícies relacionades

Serà possible viatjar a Mart en només 45 dies

La sequera a l’Amazones deixa veure rostres humans antics i desconeguts

Aclarir els dubtes«Estem molt contents que finalment s’hagi descobert aquest procés. Al llarg de la meva trajectòria he pogut treballar en estudis fenomenològics relacionats abans de l’inici de l’LHC. És una gran satisfacció ser finalment testimoni d’aquest descobriment del Model Estàndard després de tots aquests anys», comenta Vos, citat pel CSIC en un comunicat.

La col·laboració Atlas continuarà impulsant la precisió d’aquest mesurament. Els estudis futurs brindaran informació addicional sobre el senyal observat, cosa que ajudarà a determinar si realment coincideix amb el Model Estàndard o si, per contra, hi ha indicis de nous fenòmens físics que condueixin a una comprensió més profunda de la naturalesa fonamental de l’univers.