Naukas Bilbao 2021: Vacíos no tan vacíos, desafíos de la física más allá de lo conocido, y una txapela muy especial

Actividad Crónicas Artículo 19 de 21

María Larumbe / GUK

Foto: Iñigo Sierra / Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

“El vacío es una sustancia. El vacío es el estado de mínima energía de un campo cuántico. El vacío está hecho de fluctuaciones de punto cero, de partículas virtuales que aparecen y desaparecen por doquier. El vacío es una sustancia, tiene propiedades y puede cambiar. El vacío se puede polarizar…”. Así comenzó el doctor en Matemáticas, físico, informático y profesor de la Universidad de Málaga, Francis Villatoro, su charla en Naukas 2021. Todo este preámbulo le sirvió para explicar ante el público del Euskalduna la gran noticia científica de este año en física de partículas: la medida del momento magnético anómalo del muón, una propiedad que hace que esta partícula se comporte como un pequeño imán.

Pero, ¿qué es un muón? Se trata de la única partícula fundamental que se observó en los rayos cósmicos -partículas que llegan desde el espacio exterior y bombardean constantemente la Tierra desde todas direcciones y a gran velocidad- antes de ser concebida siquiera por los físicos teóricos. Es indistinguible del electrón, salvo por su masa, que es 207 veces más pesada, más inestable y genera un pequeño campo magnético a su alrededor. En la Naturaleza “no existe un muón ‘desnudo’, siempre se encuentra ‘vestido’ por el vacío que lo rodea porque, parafraseando al gran físico español Álvaro de Rújula, ‘el vacío es una sustancia’”.

En este sentido, el pasado 7 de abril se publicó la gran noticia: que el experimento Muon g-2 desarrollado en el laboratorio estadounidense Fermilab confirmaba que la predicción teórica consensuada por el modelo estándar para esta propiedad del muón -que se calculaba a un número muy próximo a dos- se encuentra en realidad a 4.2 sigmas de desviación del resultado experimental. Esto plantea, tal y como explicó Villatoro, dos posibilidades: “que no hayamos calculado bien el vacío que rodea al muón o que quizás estemos ante la primera señal de que hay física más allá de lo conocido”.

Desde este descubrimiento, los científicos especializados en física de partículas han planteado más de 280 artículos proponiendo explicaciones para esta anomalía física más allá del modelo estándar en los que se especula, entre otras teorías, sobre la aparición de nuevas partículas. A este respecto, la ponencia de Villatoro planteó ambas hipótesis y recordó que la medida del momento magnético del muón no es la única anomalía conocida con respecto al modelo estándar.

“Existen otras muchas anomalías experimentales respecto a las predicciones en el modelo estándar que apuntan hacia una nueva física. Puede que muchas de ellas sean ficticias, debido a que no hayamos calculado de forma correcta la forma teórica. Sin embargo, mi más íntimo deseo es que no sea así y que estas anomalías desvelen nueva física”.

Lo que sí saben los físicos, concluyó Villatoro, es que el vacío es una sustancia compuesta, “que está constituida por 118 campos cuánticos observados y se sabe que hay más”. Para poder descubrirlas, hay que seguir realizando experimentos y explorar sus efectos sobre las partículas con una precisión muy alta. ¿Cómo? A través de nuevos colisionadores de partículas. “La imaginación de los físicos es muy poderosa, pero la física no se construye a base de hipótesis, sino de hechos; por eso, necesitamos nuevos colisionadores que hagan hablar a la Naturaleza para que nos desvele todos sus secretos. Porque, por muy listos que seamos y por muy bellas que sean nuestras teorías, como decía el físico Richard Feynman, si no coinciden con la Naturaleza están equivocadas”.

Foto: Iñigo Sierra / Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Tras su intervención, Javier Peláez, uno de los fundadores de Naukas, y Juan Ignacio Pérez-Iglesias, director de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, aprovecharon el momento para entregar a Villatoro el premio especial de Naukas 2021: una txapela -como no podía ser de otra manera- con su nombre bordado, brindando así un merecido “homenaje al único ponente que ha participado en los diez Naukas Bilbao”.

N.del.E.: La charla puede verse aquí.

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