La búsqueda de la misteriosa partícula llamada X17, que insinúa una quinta fuerza de la naturaleza ha llevado a un equipo de científicos del CERN ha realizar experimentos.

Durante los últimos dos años, un grupo húngaro de físicos en el Instituto Atomki han observado dos ejemplos de una partícula misteriosa, llamada X17, que se relaciona a una quinta fuerza de la naturaleza.

Ahora, un experimento en el CERN llamado NA64 también ha estado buscando esta partícula, y ahora las nuevas actualizaciones pueden ayudar a investigar aún más su existencia.

Una anomalía que llevaría a la partícula desconocida X17

En 2015, un equipo de científicos detectó una falla inesperada, o «anomalía», en una transición nuclear que podría explicarse por la producción de una partícula desconocida.

Aproximadamente un año después, los teóricos sugirieron que la nueva partícula podría ser evidencia de una nueva fuerza fundamental de la naturaleza, además del electromagnetismo, la gravedad y las fuerzas fuertes y débiles.

Los hallazgos llamaron la atención de los físicos de todo el mundo y provocaron, entre otros estudios, una búsqueda directa de la partícula por el experimento NA64 en el CERN.

El experimento NA64 en el CERN. Crédito: CERN

Un nuevo artículo del mismo equipo, dirigido por Atila Krasznahorkay en el Instituto Atomki en Hungría, ahora informa otra anomalía, en una transición nuclear similar, que también podría explicarse por la misma partícula hipotética.

La primera anomalía detectada por el equipo de Krasznahorkay se observó en una transición de los núcleos de berilio-8. Esta transición emite un fotón virtual de alta energía que se transforma en un electrón y su contraparte de antimateria, un positrón.

La nueva partícula X17

Al examinar el número de pares de electrones-positrones en diferentes ángulos de separación, los investigadores encontraron un excedente inesperado de pares en un ángulo de separación de aproximadamente 140º.

Por el contrario, la teoría predice que el número de pares disminuye al aumentar el ángulo de separación, sin exceso en un ángulo particular.

Krasznahorkay y sus colegas razonaron que el exceso podría ser interpretado por la producción de una nueva partícula con una masa de aproximadamente 17 millones de electronvoltios (MeV), la partícula «X17», que se transformaría en un par electrón-positrón.

La última anomalía informada por el equipo de Krasznahorkay, en un documento que aún no se ha revisado por pares, también tiene la forma de un exceso de pares de electrones-positrones, pero esta vez el exceso es de una transición de núcleos de helio-4.

Krasznahorkay dijo en un comunicado:

En este caso, el exceso se produce en un ángulo de 115º, pero también puede interpretarse mediante la producción de una partícula con una masa de aproximadamente 17 MeV. El resultado respalda nuestro resultado anterior y la posible existencia de una nueva partícula elemental”.

Experimento en el CERN

El experimento NA64 ha buscado la partícula X17 disparando un rayo de decenas de miles de millones de electrones desde el acelerador Super Proton Synchrotron hacia un objetivo fijo.

Si X17 realmente existe, las interacciones entre los electrones y los núcleos en el objetivo a veces producirían esta partícula, que luego se transformaría en un par electrón-positrón.

Hasta ahora, el experimento no ha encontrado indicios de que tales eventos tuvieron lugar, pero sus conjuntos de datos les permitieron excluir parte de los posibles valores para la fuerza de la interacción entre X17 y un electrón.

El equipo ahora está actualizando su detector para la próxima ronda de búsquedas, que se espera que sean más desafiantes pero al mismo tiempo más emocionantes; según informa el CERN.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.

Fuente: CERN