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Algunos físicos han sospechado durante mucho tiempo que el mundo que nos rodea contiene misteriosas partículas fantasma que podrían mejorar enormemente nuestra comprensión de la naturaleza del universo. Ahora los científicos creen haber encontrado una manera de demostrar su existencia de lo cual está encargada la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) .
Un nuevo dispositivo que detecta las partículas fantasma
El nuevo dispositivo es miles de veces más sensible a este tipo de partículas que su predecesor. No choca con otras máquinas, como el Gran Colisionador de Hadrones LHC, actualmente la máquina principal del CERN, pero detecta partículas al chocar con superficies sólidas. ¿Qué son las partículas fantasma? Entonces, ¿qué son exactamente estas partículas fantasma y por qué necesitamos nuevos enfoques para detectarlas? La teoría actual de la física de partículas se llama Modelo Estándar. Se dice que todo en el universo está compuesto por 17 tipos de partículas.
Algunos de ellos son bien conocidos, como los electrones y el bosón de Higgs, mientras que otros son menos conocidos pero tienen grandes nombres, como los quarks charm, los neutrinos ácidos y los gluones. Algunas se mezclan en diversas combinaciones para formar partículas más grandes, pero aún increíblemente pequeñas, que forman las estrellas y galaxias que vemos en el mundo que nos rodea y en el espacio, mientras que otras participan en las fuerzas de la naturaleza. Pero hay un problema: los astrónomos han observado cosas en el cielo como, cómo se mueven las galaxias que sólo podemos ver en el 5 % del universo.
El resto del universo, o todo él, puede estar compuesto de partículas fantasmas o ocultas. Esto se considera un fantasma doble de 17 partículas en el modelo estándar. Incluso si existen, son muy difíciles de detectar porque rara vez interactúan con el mundo tal como lo conocemos. Pasan por todo lados como fantasmas y no pueden ser detectados por ningún dispositivo terrestre. Sin embargo, la teoría sugiere que en casos muy raros, las partículas fantasma pueden colapsar en partículas de muestra estándar y ser medidas por un detector. La nueva herramienta mejora la detección de estos derrumbes aumentando significativamente el número de colisiones.
Interacción con las partículas fantasma
La Stealth Particle Probe (SHiP) rocía partículas en grandes bloques de material, en lugar de rociarlas juntas como la mayoría de los experimentos modernos. Esto significa que cada parte se divide en partes más pequeñas en lugar de una sola sección. En un diagrama de la publicación se muestra por qué el enfoque de objetivo fijo es mucho más eficaz. El autor principal del proyecto, el profesor Andrey Golutvin del Imperial College de Londres, dijo que el experimento señala una nueva era en la búsqueda de partículas ocultas.
SHIP tiene una capacidad única para resolver algunos problemas importantes en la física de partículas, y tenemos la capacidad de descubrir partículas como nunca antes, dijo Golutvin. La búsqueda de partículas fantasma requiere equipos especialmente adaptados. Un experimento típico como el Gran Colisionador de Hadrones puede detectar nuevas partículas a hasta 1 metro de distancia del punto de impacto. Sin embargo, las partículas fantasma pueden permanecer invisibles y viajar decenas o incluso cientos de metros antes de fragmentarse y revelarse.
Un enfoque más original para hallar las partículas fantasma
Por tanto, los detectores SHiP están colocados mucho más lejos. Somos exploradores dijo el profesor Mitesh Patel, del Imperial College (Reino Unido), quien describió el nuevo enfoque como original. Lo que realmente me interesa es que estas partículas están justo delante de nuestras narices, pero nunca las vemos debido a su interacción, o más bien a la falta de interacción. Somos exploradores y creo que podemos ver cosas interesantes en este nuevo terreno. Así que tenemos que mirar eso, explicó Mitesh Patel.
El SHiP se construirá en las instalaciones existentes del CERN, según Claudia Ahdida, física del Centro CERN en Suiza. Intentamos reutilizar las cuevas, la infraestructura y las piezas existentes tanto como sea posible, y tenemos instalaciones que nos ayudan a encontrar áreas ocultas que nunca antes se habían visto, dijo.
La fecha de lanzamiento está muy lejana
SHiP se lleva a cabo junto con todos los demás experimentos en el CERN. El mayor de ellos es el Gran Colisionador de Hadrones, que ha buscado el 95 por ciento del universo perdido desde su finalización en 2008 a un costo de 4.750 millones de dólares. Como todavía no se han encontrado piezas del modelo que no sean estándar, se planea hacer el coche tres veces más grande y más potente. El coste inicial de una futura colisión de prototipos es de 7.000 millones de dólares.
La fecha de lanzamiento prevista es mediados de la década de 2040, pero no alcanzará todo su potencial de caza de partículas hasta la década de 2070. El experimento SHiP, por otro lado, comenzará a buscar nuevas piezas en la década de 2030 que serán 100 veces más grandes.
El proyecto puede resultar más barato en Estados Unidos, unos 120 millones de dólares. Pero los investigadores dicen que se necesita un enfoque integral para explorar todas las vías posibles para encontrar la partícula que condujo a uno de los mayores avances físicos de la historia.