Los experimentos de física de partículas refuerzan la evidencia de una nueva fuerza de la naturaleza

Los experimentos de física de partículas refuerzan la evidencia de una nueva fuerza de la naturaleza

Un experimento completado recientemente en el Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) en los suburbios de Chicago ha producido datos sólidos que sugieren que se pudo haber descubierto una nueva fuerza de la naturaleza. Si este resultado se confirma finalmente, requeriría una revisión del Modelo Estándar de física de partículas, que actualmente postula la existencia de solo cuatro leyes que gobiernan las interacciones a nivel subatómico: electromagnetismo, gravedad, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. fuerza. La aparentemente nueva fuerza de la naturaleza descubierta en el Fermilab y el Gran Colisionador de Hadrones del CERN está creando un enorme revuelo en el mundo de la física cuántica.

La evidencia se acumula para una quinta fuerza

Los hallazgos anómalos reportados recientemente por el Fermilab son consistentes con los resultados experimentales logrados en otras instalaciones de investigación de física de alta energía. Apenas el mes pasado, los físicos que trabajaban en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, el acelerador de partículas más poderoso del mundo, afirmaron haber encontrado evidencia de una quinta fuerza en acción en la naturaleza y sus resultados coinciden con los logrados en el Fermilab en formas de vital importancia.

La Dra. Maggie Aderin-Pocock, copresentadora del programa de ciencia de la BBC Sky at Night, calificó el anuncio del Fermilab como "bastante alucinante".

"Tiene el potencial de cambiar la física", agregó Aderin-Pocock. “Tenemos varios de estos misterios que siguen sin resolverse. Y esto podría darnos las respuestas clave para resolver estos misterios ".

Los primeros resultados del experimento Muon g-2 en el Fermilab han confirmado el descubrimiento de una nueva fuerza de la naturaleza. Este impresionante experimento opera a 450 grados Fahrenheit negativos y estudia la precesión (o oscilación) de los muones a medida que viajan a través del campo magnético. (Reidar Hahn / Fermilab)

Strange Muon Wobble conduce a una nueva fuerza del descubrimiento de la naturaleza

El experimento que arrojó resultados potencialmente rompedores de paradigmas y la idea de una nueva fuerza de la naturaleza involucró partículas subatómicas conocidas como muones.

Un muón es una partícula cargada negativamente con un perfil similar a un electrón (ambos se clasifican como leptones). Pero la masa del muón es 200 veces mayor que la de su primo etéreo, el electrón. En la naturaleza, los muones se producen por interacciones de alta energía que involucran partículas de materia, incluidas las que ocurren cuando las moléculas en la atmósfera superior de la Tierra son bombardeadas por rayos cósmicos.

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Dado que también se pueden crear de manera confiable dentro de potentes aceleradores de partículas, los muones son “sujetos” experimentales ideales para los físicos que estudian la naturaleza de la realidad y aquellos que buscan nuevas fuerzas de la naturaleza. Muy a menudo, los proyectos de física de alta energía están diseñados para buscar o producir anomalías, que luego requieren alteraciones o adiciones a leyes o principios científicos conocidos.

En el experimento Fermilab Muon-2, los muones se aceleraron alrededor de un anillo de 14 metros (45 pies) antes de pasar a través de un campo magnético. Los muones que viajan a través de dicho campo deberían oscilar a una cierta velocidad, de acuerdo con las predicciones derivadas de las interacciones convencionales de cuatro fuerzas (calculadas con los efectos del electromagnetismo, la gravedad, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte). Pero el experimento de muones sugiere una quinta fuerza de la naturaleza.

Para sorpresa y deleite de los físicos del Fermilab, las mediciones de los muones en este experimento mostraron que se tambaleaban más rápidamente de lo esperado. Esto significa que alguna otra fuerza de la naturaleza debe haber estado en funcionamiento que afectó las tasas de oscilación de los muones. Por lo tanto, en este entorno experimental, una fuerza de la naturaleza nueva y previamente no detectada sería la forma más lógica de explicar la inconsistencia de la oscilación del muón.

Según los cálculos actuales, hay una posibilidad entre 40.000 de que este resultado sea una casualidad estadística. Si bien esto puede parecer impresionante, los científicos son conservadores con respecto a estos asuntos, y la costumbre es no categorizar un nuevo hallazgo como un descubrimiento verdadero hasta que la posibilidad de una coincidencia se pueda reducir a solo uno en 3.5 millones.

Se necesitan más datos para llegar a una conclusión definitiva. Pero una fuente bien informada rebosa optimismo. "Mi sentido de Spidey está hormigueando y me dice que esto va a ser real", exclamó Ben Allanach, profesor de física teórica en la Universidad de Cambridge que no participó directamente en el experimento. “He estado buscando durante toda mi carrera fuerzas y partículas más allá de lo que ya conocemos, y esto es todo. Este es el momento que estaba esperando y no duermo mucho porque estoy demasiado emocionado ".

Recientemente, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN produjo sus propios resultados de oscilación de muones, que fueron los mismos que los medidos por el Fermilab. ( CC BY 2.0 )

Las anomalías de los muones del CERN añaden más leña al fuego

Hace menos de tres semanas que los físicos asignados al Gran Colisionador de Hadrones del CERN emitieron su propio anuncio afirmando la posible existencia de una quinta fuerza subatómica, que también fue influenciada por los resultados de un experimento que involucró muones.

En este caso, fueron las inexplicables inconsistencias en las tasas de desintegración de los quarks las que generaron entusiasmo. Los quarks son los bloques de construcción fundamentales que comprenden partículas como protones y neutrones, y en ciertas circunstancias pueden descomponerse en leptones cargados negativamente (electrones y muones).

Según el modelo estándar de la física cuántica, todos los quarks que sufren este tipo de desintegración deberían producir el mismo número de electrones y muones. Pero un nuevo quark descubierto por los científicos del CERN en 2014, conocido como quark de belleza, parecía estar produciendo menos muones de lo esperado al ser monitoreado.

En 2019, los científicos del CERN que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones desarrollaron protocolos experimentales que podrían probar definitivamente si esta anomalía era real o no. Después de más de un año de analizar los resultados, los científicos finalmente presentaron sus resultados al público el mes pasado.

Confirmando su descubrimiento inicial, encontraron que los quarks de belleza en descomposición producían más electrones que muones a una velocidad de 100 a 85. Esta desviación de las predicciones del Modelo Estándar no puede explicarse bajo las leyes conocidas de la física, lo que llevó a los expertos del CERN a concluir que otra fuerza desconocida de la naturaleza estaba alterando el comportamiento de los quarks de belleza.

"Esta fuerza sería extremadamente débil, razón por la cual no hemos visto ningún signo de ella hasta ahora, e interactuaría con electrones y muones de manera diferente", dijeron los científicos involucrados en el experimento a los entrevistadores del podcast The Conversation Weekly.

Los investigadores del CERN creen que una partícula fundamental teórica llamada "Z prima" podría ser responsable de los resultados que midieron. Esta entidad fantasmal sería responsable de transmitir la nueva fuerza entre partículas de materia más convencionales, de formas inesperadas y no detectadas previamente.

Partículas en colisión de alta energía. ( GiroScience / Adobe Stock)

La carrera ha comenzado y la ciencia puede que nunca vuelva a ser la misma

Con cambios revolucionarios en nuestra comprensión de la física en el horizonte, los experimentadores de los laboratorios de alta energía de todo el mundo buscarán participar en la acción.

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"La carrera está realmente en marcha ahora para intentar conseguir uno de estos experimentos para obtener realmente la prueba de que esto realmente es algo nuevo", dijo el Dr. Mitesh Patel, físico del Imperial College de Londres que participó en el experimento del Gran Colisionador de Hadrones. "Eso requerirá más datos y más mediciones y, con suerte, mostrará evidencia de que estos efectos son reales".

Si bien aún es necesario realizar un trabajo importante, es probable que la investigación relevante no demore en comenzar en varias ubicaciones. Si de hecho las leyes de la física están a punto de cambiar, ese cambio puede ocurrir en un futuro muy cercano.


¿Nueva física en el Gran Colisionador de Hadrones? Los científicos están emocionados, pero es demasiado pronto para estar seguros

Crédito: CERN

La semana pasada, los físicos del Gran Colisionador de Hadrones en Suiza anunciaron que podría han descubierto una nueva fuerza de la naturaleza. O, para ser precisos, revelaron "nuevos resultados que, si se confirman, sugerirían indicios de una violación del Modelo Estándar de física de partículas".

¿Qué significa eso? ¿Y por qué le están dando tanta importancia y, al mismo tiempo, no llegan a reclamar un nuevo descubrimiento?

Las respuestas se encuentran en la forma en que los físicos de partículas piensan sobre la evidencia y los resultados, y lo que significaría encontrar "una violación del Modelo Estándar".

El Modelo Estándar, ideado entre las décadas de 1950 y 1970, ha tenido un enorme éxito en explicar el comportamiento de las partículas subatómicas y tres de las cuatro fuerzas fundamentales que conocemos. Los físicos del CERN creen que han encontrado una situación que el Modelo Estándar no puede explicar: donde el modelo predice que una partícula llamada quark de belleza debería decaer en otras partículas llamadas muones y electrones aproximadamente a la misma velocidad, parece que en realidad decae en electrones con más frecuencia que en muones.

Esto es emocionante, porque ya sabemos que el Modelo Estándar no cuenta toda la historia sobre lo que está sucediendo en el universo. Es muy bueno para hablarnos sobre la materia y la energía. Pero no proporciona una explicación de la llamada materia oscura y la energía oscura que los científicos creen que debe existir para explicar el comportamiento a gran escala de las estrellas y galaxias.

El modelo estándar también es tremendamente difícil de reconciliar con nuestra mejor explicación de la gravedad, la teoría de la relatividad general de Einstein. El modelo estándar es, en el mejor de los casos, un paso en el camino hacia una teoría completa del todo.

Para ir más allá del Modelo Estándar, necesitamos nuevos datos empíricos. Lo que realmente necesitamos es evidencia que demuestre que alguna predicción del modelo estándar es incorrecta, pero no una predicción tan fundamental para la teoría que debamos reconstruir desde cero.

Por eso la decadencia de los quarks de belleza es tan interesante. El comportamiento inesperado apunta a un área donde la teoría podría modificarse sin tener que empezar de cero.

La razón por la que los científicos son cautelosos con el resultado es porque es lo que se llama un hallazgo 3-sigma.

Para explicarlo, imaginemos que está buscando hadas en el fondo de su jardín. Empiece asumiendo que no hay hadas, eso se llama su hipótesis nula.

Luego reúne algunas observaciones que buscan rechazar esa hipótesis. Después de analizar sus datos, encuentra que hay un 90% de probabilidad de que si no había hadas en el jardín, harías observaciones como las que de hecho hiciste.

Esto te da lo que se llama valor p. Una probabilidad del 90% de observar los datos que de hecho observó si su hipótesis nula fuera cierta es lo mismo que un valor p de 0,9.

Básicamente, ha descubierto que no tiene una razón sólida para rechazar la suposición de que su jardín está libre de hadas. Esa es no lo mismo que descubrir una razón para creer que su hipótesis nula es cierta.

El valor p es la probabilidad de la evidencia, dada su hipótesis nula, que es distinta de la probabilidad de que la hipótesis nula sea verdadera, dada su evidencia. (En caso de que esto parezca extraño, considere que la probabilidad de que alguien sea gracioso dado que es papá es no lo mismo que la probabilidad de que alguien sea tu papá dado que son graciosos).

Los valores sigma como el resultado "3-sigma" corresponden a valores p. En el LHC, la hipótesis nula es la afirmación de que el modelo estándar es correcto y las observaciones son de interacciones de partículas.

Un resultado 3-sigma significa que hay una probabilidad de aproximadamente 1 en 1,000 de que ocurran observaciones al menos tan extremas como las recopiladas, dado el Modelo Estándar. Eso es sustancialmente mejor que su búsqueda para encontrar hadas y parece cuestionar el Modelo Estándar.

La desintegración de un mesón de belleza que involucra un electrón y un positrón, observada en el experimento LHCb. Crédito: CERN

Los físicos no suelen abrir el champán hasta que tienen un 5 sigma resultado.

Un resultado de 5 sigma le dice que habría una probabilidad de menos de uno en un millón de su observación si el modelo estándar fuera correcto. Eso es como pasear por tu jardín y charlar con un pequeño ser con alas: tu hipótesis de "no hadas" está empezando a parecer bastante inestable.

¿Por qué los físicos buscan un evento 5-sigma? Hay varias razones. El primero es histórico: les han picado antes. En 2011, los físicos afirmaron haber medido los neutrinos que viajaban más rápido que la velocidad de la luz. Esta medida excedió 3 sigma, pero resultó ser debido a un cable defectuoso.

El físico Tommaso Dorigo ha estado llevando un diario de eventos medidos que alcanzaron o superaron el significado 3-sigma. Señala 6 reclamaciones anteriores que luego fueron retiradas.

Otro motivo de cautela es el problema de las comparaciones múltiples. Si realiza suficientes pruebas, seguramente verá algo extraño.

Suponga que lanza una moneda 100 veces y obtiene 50 caras y 50 cruces. Ahora suponga que repite el experimento 100 veces (lanzando la moneda 10,000 veces en total).

En algunas versiones del experimento, es posible que veas 20 caras y 80 colas. En algunos se ven 10 caras y 90 colas. Ambas distribuciones son poco probables, suponiendo que la moneda sea justa.

Por tanto, ¿tiene pruebas de que la moneda es injusta? Parece dudoso. Incluso una moneda justa dará resultados desequilibrados a veces.

El LHC es como una máquina para lanzar monedas. Constantemente está realizando experimentos. Para corregir esto, los físicos exigen un estándar de 5 sigma muy alto. Un resultado de 3 sigma es digno de mención, pero aún no es un "descubrimiento".

Finalmente, existe el adagio de que las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias. El modelo estándar está muy bien confirmado. Se necesitará una observación extremadamente sorprendente (como la observación de un evento que sería muy poco probable si el modelo estándar fuera verdadero) para reducir la confianza en el modelo.

El LHC es un experimento extraordinariamente complejo y hay muchas cosas que pueden fallar. Eso dificulta el control de errores sistemáticos.

Por lo tanto, incluso alcanzar el nivel 5-sigma en sí mismo podría no ser suficiente para confirmar un nuevo descubrimiento. De hecho, tres de los seis resultados retirados documentados por Dorigo alcanzaron niveles aún más altos. 6 sigma nivel.

Para confirmar un descubrimiento, idealmente los resultados deben replicarse utilizando una configuración experimental diferente (una que no corra el riesgo de replicar también los mismos errores), preferiblemente más de una vez. Es por eso que los físicos del CERN esperan que sus resultados sean replicados por el experimento Belle en Japón.

Por tanto, el anuncio del CERN puede parecer un poco prematuro. Pero el diario de Dorigo ofrece motivos para ser optimistas. Señala que todos los resultados extraídos de los experimentos con aceleradores de partículas alcanzaron niveles de importancia que son números pares (4 o 6 sigma), mientras que los descubrimientos genuinos alcanzaron niveles que son números impares (3 o 5 sigma).

Dorigo sugiere que deberíamos tomarnos muy en serio las observaciones con valores sigma impares. Está haciendo una broma. Pero detrás de la broma hay una observación sociológica: los físicos no tienden a publicar resultados 3-sigma a menos que estén seguros de que conducirán a un descubrimiento. Los físicos del CERN claramente creen que están en algo, y nosotros también deberíamos hacerlo.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.Esta historia es parte de Science X Dialog, donde los investigadores pueden informar los hallazgos de sus artículos de investigación publicados. Visite esta página para obtener información sobre ScienceX Dialog y cómo participar.


Es posible que se haya encontrado una nueva fuerza de la naturaleza que reescribiera las leyes de la física.

La forma en que entendemos el universo podría cambiar para siempre después de que las partículas subatómicas parecieran doblar las reglas de la física en dos experimentos revolucionarios.

Los físicos dicen que los resultados han sido "tentadores" y que pueden haber encontrado signos de una quinta fuerza de la naturaleza.

Hasta ahora se han utilizado cuatro fuerzas fundamentales para explicar todo lo que sucede en el universo.

La gravedad hace que las cosas caigan al suelo, el electromagnetismo se ocupa de la fuerza entre dos partículas cargadas eléctricamente, la fuerza fuerte une las partículas subatómicas y la fuerza débil puede romperlas.

Pero los físicos quedaron desconcertados y emocionados cuando las partículas diminutas llamadas muones no se comportaron como se esperaba en dos experimentos diferentes de larga duración en los Estados Unidos y Europa.

Si se demuestra que es correcto, los hallazgos podrían revelar problemas importantes con el libro de reglas utilizado por los científicos para explicar cómo funciona el universo a un nivel subatómico.

En una conferencia de prensa, el codirector científico del experimento Fermilab, Chris Polly, dijo: "Creemos que podríamos estar nadando en un mar de partículas de fondo todo el tiempo que simplemente no se han descubierto directamente.

"Puede que haya monstruos que aún no hemos imaginado que están emergiendo del vacío interactuando con nuestros muones y esto nos da una ventana para verlos".

El libro de reglas actual, llamado Modelo Estándar, fue desarrollado hace unos 50 años y ha sido respaldado por décadas de experimentos.

Pero después de que los científicos enviaron partículas de muones, que son similares a los electrones, a través de un electroimán de 15 toneladas para observar cómo se "bambolean", se encontró que estaban un 0,1% por debajo del modelo.

Puede que no parezca mucho, pero para los físicos de partículas es enorme, más que suficiente para cambiar la comprensión actual.

Sugiere que podrían estar interactuando con partículas o fuerzas no descubiertas. Como estas partículas se forman naturalmente cuando los rayos cósmicos impactan en la atmósfera de la Tierra, estos hallazgos podrían cambiar por completo la forma en que creemos que funciona el universo.

El Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido (STFC) dijo que el resultado "proporciona pruebas sólidas de la existencia de una partícula subatómica o nueva fuerza no descubierta".

Alexey Petrov, físico de partículas de la Universidad Estatal de Wayne, dijo: “Nuevas partículas, nueva física podrían estar más allá de nuestra investigación. Es tentador ".

El profesor Brian Cox, físico de partículas inglés, calificó el resultado de "importante y emocionante".

Él tuiteó: "Se está acercando al descubrimiento de nueva física más allá del Modelo Estándar, básicamente nuevas partículas fundamentales", tuiteó.

"Sería el mayor descubrimiento en Física de Partículas en muchos años, sin duda a la altura del Bosón de Higgs".

Ayer, el Fermilab del Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció los resultados de 8.200 millones de carreras a lo largo de una pista magnetizada en las afueras de Chicago.

El propósito de la pista era mantener las partículas en existencia el tiempo suficiente para que los investigadores pudieran observarlas más de cerca.

Todavía hay una posibilidad entre 40.000 de que el misterioso comportamiento de los muones sea un error estadístico.

Pero si se confirman, los resultados serían el mayor hallazgo en el mundo de partículas subatómicas en casi 10 años, desde el descubrimiento del bosón de Higgs, a menudo llamado "partícula de Dios".

Sigue los resultados publicados el mes pasado por el Gran Colisionador de Hadrones del Centro Europeo de Investigación Nuclear que encontraron una proporción sorprendente de partículas después de colisiones de alta velocidad.

El objetivo de los experimentos es separar las partículas y averiguar si hay "algo divertido" entre ellas y el espacio que ocupan, explica el físico teórico de la Universidad Johns Hopkins, David Kaplan.

Añadió: "Los secretos no solo viven en la materia. Viven en algo que parece llenar todo el espacio y el tiempo. Estos son campos cuánticos.

"Estamos poniendo energía en el vacío y viendo qué sale".

Ambos conjuntos de resultados involucran la extraña y fugaz partícula llamada muón, el primo más pesado del electrón que orbita el centro de un átomo.

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Pero el muón no es parte del átomo, es inestable y normalmente existe solo durante dos microsegundos.

Después de que fuera descubierto en los rayos cósmicos en 1936, confundió tanto a los científicos que un físico famoso preguntó "¿quién ordenó eso?"

"Desde el principio hizo que los físicos se rascaran la cabeza", dijo Graziano Venanzoni, físico experimental en un laboratorio nacional italiano, que es uno de los principales científicos del experimento Fermilab de EE. UU., Llamado Muon g-2.

Los investigadores necesitan uno o dos años más para terminar de analizar los resultados de todas las vueltas alrededor de los 50 pies. Si los resultados no cambian, contará como un descubrimiento importante, dijo Venanzoni.

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Muones: & # x27Strong & # x27 evidencia encontrada de una nueva fuerza de la naturaleza

Todas las fuerzas que experimentamos todos los días se pueden reducir a solo cuatro categorías: gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza débil.

Ahora, los físicos dicen que han encontrado posibles signos de una quinta fuerza fundamental de la naturaleza.

Los hallazgos provienen de una investigación realizada en un laboratorio cerca de Chicago.

Las cuatro fuerzas fundamentales gobiernan cómo todos los objetos y partículas del Universo interactúan entre sí.

Por ejemplo, la gravedad hace que los objetos caigan al suelo y los objetos pesados ​​se comportan como si estuvieran pegados al suelo.

El Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC) del Reino Unido & # x27s dijo que el resultado "proporciona pruebas sólidas de la existencia de una partícula subatómica no descubierta o una nueva fuerza".

Pero los resultados del experimento Muon g-2 aún no se suman a un descubrimiento concluyente.

Actualmente, existe una posibilidad entre 40.000 de que el resultado sea una casualidad estadística, lo que equivale a un nivel estadístico de confianza descrito como 4.1 sigma.

Se necesita un nivel de 5 sigma, o una probabilidad entre 3,5 millones de que la observación sea una coincidencia, para reclamar un descubrimiento.

El profesor Mark Lancaster, quien lidera el experimento en el Reino Unido, dijo a BBC News: "Hemos descubierto que la interacción de los muones no está de acuerdo con el Modelo Estándar [la teoría actual ampliamente aceptada para explicar cómo se comportan los componentes básicos del Universo]". . & quot

El investigador de la Universidad de Manchester agregó: "Claramente, esto es muy emocionante porque potencialmente apunta a un futuro con nuevas leyes de la física, nuevas partículas y una nueva fuerza que no hemos visto hasta la fecha".

El hallazgo es el último de una serie de resultados prometedores de experimentos de física de partículas en los EE. UU., Japón y, más recientemente, del Gran Colisionador de Hadrones en la frontera suizo-francesa.

El profesor Ben Allanach, de la Universidad de Cambridge, que no participó en el último esfuerzo, dijo: "Mi sentido de Spidey es un hormigueo y me dice que esto va a ser real.

“He estado buscando durante toda mi carrera fuerzas y partículas más allá de lo que ya sabemos, y esto es todo. Este es el momento que estaba esperando y no duermo mucho porque estoy demasiado emocionado.

El experimento, basado en el Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) en Batavia, Illinois, busca signos de nuevos fenómenos en física mediante el estudio del comportamiento de partículas subatómicas llamadas muones.

Hay bloques de construcción de nuestro mundo que son incluso más pequeños que el átomo. Algunas de estas partículas subatómicas están formadas por componentes aún más pequeños, mientras que otras no se pueden descomponer en cualquier otra cosa (partículas fundamentales).

El muón es una de estas partículas fundamentales, similar al electrón, pero más de 200 veces más pesado.

El experimento de Muon g-2 implica enviar las partículas alrededor de un anillo de 14 metros y luego aplicar un campo magnético. Según las leyes actuales de la física, codificadas en el Modelo Estándar, esto debería hacer que los muones se tambaleen a una cierta velocidad.

En cambio, los científicos encontraron que los muones se tambalearon a un ritmo más rápido de lo esperado. Esto podría deberse a una fuerza de la naturaleza que es completamente nueva para la ciencia.

Nadie sabe todavía qué hace esta nueva fuerza potencial, aparte de influir en las partículas de muones.

Los físicos teóricos creen que también podría estar asociado con una partícula subatómica aún no descubierta. Hay más de un concepto de lo que podría ser esta partícula hipotética. Uno se llama leptoquark, otro es el bosón Z & # x27 (bosón Z-prime).

El mes pasado, los físicos que trabajaron en el experimento LHCb en el Gran Colisionador de Hadrones describieron resultados que podrían apuntar a una nueva partícula y fuerza.

El Dr. Mitesh Patel, del Imperial College de Londres, que participó en ese proyecto, dijo: "La carrera realmente ha comenzado ahora para intentar obtener uno de estos experimentos para obtener realmente la prueba de que esto realmente es algo nuevo". Eso requerirá más datos y más mediciones y, con suerte, mostrará evidencia de que estos efectos son reales ''.

El profesor Allanach ha dado a la posible quinta fuerza varios nombres en sus modelos teóricos. Entre ellos se encuentran la "fuerza del sabor", la "hiperfuerza de la tercera familia" y, lo más prosaico de todos, el "B menos L2".

Además de las fuerzas más familiares de la gravedad y el electromagnetismo (que es responsable de la electricidad y el magnetismo), las fuerzas fuertes y débiles gobiernan el comportamiento de las partículas subatómicas.

Una quinta fuerza fundamental podría ayudar a explicar algunos de los grandes enigmas sobre el Universo que han preocupado a los científicos en las últimas décadas.

Por ejemplo, la observación de que la expansión del Universo se estaba acelerando se atribuyó a un fenómeno misterioso conocido como energía oscura. Pero algunos investigadores han sugerido anteriormente que podría ser evidencia de una quinta fuerza.

La Dra. Maggie Aderin-Pocock, copresentadora del programa Sky at Night de BBC & # x27s, dijo a BBC News: “Es bastante alucinante. Tiene el potencial de cambiar la física. Tenemos una serie de misterios que siguen sin resolverse. Y esto podría darnos las respuestas clave para resolver estos misterios & quot.


¿Se ha descubierto una nueva fuerza de la naturaleza?

Ha habido artículos dramáticos en los medios de comunicación que sugieren que esencialmente ya se ha otorgado un Premio Nobel por el asombroso descubrimiento de una & # 8220 quinta fuerza & # 8221. Pensé que era mejor arrojar un poco de agua fría al fuego, está bien. para que arda, pero no debemos dejar que se sobrecaliente.

Ciertamente, podría haber fuerzas aún desconocidas esperando ser descubiertas & # 8212 docenas de ellas, tal vez. Hasta ahora, hay cuatro fuerzas bien estudiadas: gravedad, electricidad / magnetismo, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil. Además, los científicos ya tienen plena confianza hay una quinta fuerza, predicho pero aún no medido, que es generado por el campo de Higgs. Entonces, la historia actual realmente sería sobre un sextofuerza.

Hablando en términos generales, cualquier nueva fuerza viene con al menos una nueva partícula. Eso & # 8217s porque

  • cada fuerza surge de un tipo de campo (por ejemplo, la fuerza eléctrica proviene del campo electromagnético y la fuerza de Higgs predicha proviene del campo de Higgs)
  • y las ondas en ese tipo de campo son un tipo de partícula (por ejemplo, una ondulación mínima en el campo electromagnético es un fotón & # 8212 una partícula de luz & # 8212 y una ondulación mínima en el campo de Higgs es la partícula conocida como bosón de Higgs).

La emoción actual, tal como es, surge porque alguien afirma tener evidencia de una nueva partícula, cuyas propiedades implicarían que existe una fuerza previamente desconocida en la naturaleza. La fuerza en sí no ha sido buscada, y mucho menos descubierta.

La nueva partícula, si realmente existe, tendría una masa en reposo aproximadamente 34 veces mayor que la de un electrón & # 8212 aproximadamente 1/50 de la masa en reposo de un protón & # 8217. En términos técnicos, eso significa que su energía E = mc² es de aproximadamente 17 millones de electronvoltios (MeV), y esa es la razón por la que los físicos se refieren a ella como X17. Pero la pregunta es si los dos experimentos que encuentran evidencia de ello son correctos.

En el primer experimento, cuyos resultados aparecieron en 2015, un equipo experimental con sede principalmente en Debrecen, Hungría, estudió un gran número de núcleos de átomos de berilio-8, que se habían elevado a un & # 8220 estado de excitación & # 8221 (es decir, con más energía que de costumbre). Un núcleo excitado se desintegra inevitablemente y los experimentadores estudiaron los escombros. En raras ocasiones observaron electrones y positrones [a.k.a. anti-electrones], y estos se comportaron de una manera sorprendente, como si se hubieran producido en la desintegración de una partícula previamente desconocida.

En el experimento recién informado, cuyos resultados acaban de aparecer, el mismo equipo observó la desintegración de núcleos excitados de helio. Nuevamente encontraron evidencia de lo que esperan que sea el X17 y, por lo tanto, afirman la confirmación de sus experimentos originales con berilio.

Cuando dos experimentos cualitativamente diferentes afirman lo mismo, es menos probable que estén equivocados, porque No es probable que cualquier error en los dos experimentos genere pruebas falsas del mismo tipo.. A primera vista, parece poco probable que ambos las mediciones, realizadas en dos núcleos diferentes, podrían simular una partícula X17.

Sin embargo, debemos ser cautelosos, porque ambos experimentos fueron realizados por los mismos científicos. Ellos, por supuesto, esperan su Premio Nobel (que, si sus experimentos son correctos, seguramente lo ganarán) y es posible que sufran un sesgo inconsciente. Es muy común que los científicos individuales vean lo que quieren que los científicos sean humanos, y los prejuicios ocultos pueden desviar incluso a los mejores científicos. Solo colectivamente, a través del proceso de verificar, reproducir y usar el trabajo de los demás, los científicos crean conocimiento confiable.

Por lo tanto, es prudente esperar los esfuerzos de otros grupos de experimentadores para buscar esta partícula X17 propuesta. Si el X17 es observado por otros experimentos, entonces estaremos seguros de que es real. Pero probablemente no lo sabremos hasta entonces. Actualmente no sé si la espera será de meses o algunos años.

¿Por qué soy tan escéptico? Hay dos razones distintas.

Primero, hay un problema matemático conceptual. No es fácil construir ecuaciones razonables que permitan que el X17 coexista con todos los tipos conocidos de partículas elementales. El hecho de que tenga una masa menor que un protón no es un problema en sí mismo. Pero el X17 necesita tener algunas propiedades únicas y extrañas para (1) ser visto en estos experimentos, pero (2) no ser visto en otros experimentos previos, algunos de los cuales buscaban explícitamente algo similar. Hacer ecuaciones que sean consistentes con estas propiedades requiere algunos trucos complicados y no del todo plausibles. Es imposible No. Pero varios de los métodos que sugirieron los científicos eran defectuosos, y los que quedan son, en mi opinión, un poco artificiales.

Por supuesto, la física es una ciencia experimental, y lo que piensen los teóricos como yo, al final, no importa. If the experiments are confirmed, theorists will accept the facts and try to understand why something that seems so strange might be true. But we’ve learned an enormous amount from mathematical thinking about nature in the last century — for instance, it was math that told us that the Higgs particle couldn’t be heavier than 1000 protons, and it was on the basis of that `advice’ that the Large Hadron Collider was built to look for it (and it found it, in 2012.) Similar math led to the discoveries of the W and Z particles roughly where they were expected. So when the math tells you the X17 story doesn’t look good, it’s not reason enough for giving up, but it is reason for some pessimism.

Second, there are many cautionary tales in experimental physics. For instance, back in 2003 there were claims of evidence of a particle called a pentaquark with a rest mass about 1.6 times a proton’s mass — an exotic particle, made from quarks and gluons, that’s both like and unlike a proton. Its existence was confirmed by multiple experimental groups! Others, however, didn’t see it. It took several years for the community to come to the conclusion that this pentaquark, which looked quite promising initially, did not in fact exist.

The point is that mistakes do get made in particle hunts, sometimes in multiple experiments, and it can take some time to track them down. It’s far too early to talk about Nobel Prizes.

[Note that the Higgs boson’s discovery was accepted more quickly than most. It was discovered simultaneously by two distinct experiments using two methods each, and confirmed by additional methods and in larger data sets soon thereafter. Furthermore, there were already straightforward equations that happily accommodated it, so it was much more plausible than the X17.]

And just for fun, here’s a third reason I’m skeptical. It has to do with the number 17. I mean, come on, guys, seriously — 17 million electron volts? This just isn’t auspicious. Back when I was a student, in the late 1980s and early 90s, there was a set of experiments, by a well-regarded experimentalist, which showed considerable evidence for an additional neutrino with a E=mc² energy of 17 thousand electron volts. Other experiments tried to find it, but couldn’t. Yet no one could find a mistake in the experimenter’s apparatus or technique, and he had good arguments that the competing experiments had their own problems. Well, after several years, the original experimenter discovered that there was a piece of his equipment which unexpectedly could absorb about 17 keV of energy, faking a neutrino signal. It was a very subtle problem, and most people didn’t fault him since no one else had thought of it either. But that was the end of the 17 keV neutrino, and with it went hundreds of research papers by both experimental and theoretical physicists, along with one scientist’s dreams of a place in history.

In short, history is cruel to most scientists who claim important discoveries, and teaches us to be skeptical and patient. If there is a fifth sexto force, we’ll know within a few years. Don’t expect to be sure anytime soon. The knowledge cycle in science runs much, much slower than the twittery news cycle, and that’s no accident if you want to avoid serious errors that could confuse you for a long time to come, don’t rush to judgment.


A Physics Breakthrough: More Evidence of New Particles or Forces

New results from a massive experiment double down on indicating undiscovered influences on particles called muons

There are still-undiscovered particles or unknown forces swirling all around us, suggest new results from a massive experiment conducted at the US Department of Energy’s Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) in Illinois. The findings were analyzed with the help of more than 200 scientists from 35 institutions in seven countries, including physicists from Boston University.

The experiment’s results appear to indicate the presence of something mysterious beyond the current reaches of science. It’s a breakthrough moment for physics, a field that has spent decades developing increasingly sensitive detectors and technologies to investigate the unseen particles and forces that make up our material world and beings.

“Over the last 50 years, our understanding of the subatomic world has become really amazing,” says BU physicist Lee Roberts, cofounder of the experiment and a coauthor on the analysis of the Fermilab results. “We’ve managed since the 1970s to put a lot of things together, theoretically, that explain magnetic interactions and forces that govern our physical world—but there are a number of questions we still don’t understand.”

BU physicist Lee Roberts. Photo courtesy of Roberts

This new finding, he says, “reveals that there must be something else beyond what we currently know.”

The Fermilab experiment, called Muon g-2, detected particles called muons behaving slightly differently than currently accepted physics theories—known altogether as the Standard Model of physics—would predict. That slight deviation indicates that other particles or forces not accounted for by the Standard Model are influencing the muon particles. But what? Those mysterious forces could perhaps be from undiscovered types of particles that are changing the muon’s magnetic strength.

Muons are a good candidate for helping physicists study the subatomic world because they can be easily detected and measured using today’s technological capabilities. They are naturally created when cosmic rays traveling from the sun, other planets, and the universe beyond our solar system reach and interact with Earth’s atmosphere. These particles are about 200 times heavier than electrons.

“Muons are heavier siblings to the electron, and they have an electric charge,” says Roberts, a BU College of Arts & Sciences professor of physics. Like electrons, muons spin. “Because they have an electric charge and are spinning around, they generate a magnetic field—they act like tiny spinning magnets.” That spin is key to scientists’ being able to detect their behavior and what other particles and forces are influencing muons.

Particles approaching the speed of light

At Fermilab, a huge donut-shaped machine—embedded with electronics and circuitry custom-built by Roberts and other BU physicists—uses strong magnetic fields to trap the muons in a magnetic racetrack as the particles travel around at incredibly high speeds, almost at the speed of light. Inside the machine, protons are smashed into a metal target, mimicking the collision that happens when cosmic rays hit Earth’s atmosphere. The result? Millions of muons are produced every second.

As those muons spin around the donut-shaped racetrack, they wobble as if on an internal axis, like a top or gyroscope. The strength of the muons’ magnetic field, which physicists call the “g-factor,” determines how much it wobbles. The g-factor is influenced by the muon’s interactions with the sea of subatomic particles that naturally exist all around it—a constantly changing “foam” of short-lived particles. Inside the donut at Fermilab, high-precision detectors allow physicists to measure the muon g-factor, which is what led them to discover that there must be a new type of particle or force swirling around the muons in the foam, changing their g-factor from what the Standard Model of physics would expect.

In its first year of operation, in 2018, the Fermilab experiment collected more data than all prior muon g-factor experiments combined. The Fermilab experimental results are especially exciting because they confirm similar findings that were made at Brookhaven National Laboratory (BNL) in 2001. “In 2001, when it looked like we were seeing evidence of new physics at Brookhaven, it was in newspapers all around the world. There was so much interest in the findings,” Roberts says.

Breakthroughs of this magnitude, much like the construction of the gigantic machines that make them possible, take time. The Large Hadron Collider at CERN in Geneva, Switzerland, had been searching for signs of new particles or forces since it started operating in 2008. In 2012, CERN made history when it detected the Higgs boson (nicknamed the “God particle”) for the first time.

Now, the United States is having its own aha moment.

“The Fermilab result agrees with the BNL result,” Roberts says. Combined, the BNL and Fermilab experiments indicate that the chance of the results being a statistical fluctuation is about 1 in 40,000. That means it’s statistically very likely that undiscovered particles or forces are jostling the spinning muons, influencing their magnetic strength and the amount of wobble they show. When the BNL result was the only one of its kind, doubt still lingered. Now, it’s been reproduced at Fermilab with even more precise measurements.

“Today is an extraordinary day, long awaited not only by us but by the whole international physics community,” Graziano Venanzoni said in a Fermilab press release. Venanzoni is co-spokesperson of the Muon g-2 experiment and a physicist at the National Institute for Nuclear Physics in Italy. “A large amount of credit goes to our young researchers who, with their talent, ideas and enthusiasm, have allowed us to achieve this incredible result.”

Long Island Sound to the Mississippi River to Fermilab

To do the Fermilab experiment, the donut-shaped machine first had to get there from BNL. In 2013, it traveled by boat from BNL’s Long Island location, around the Florida peninsula, and up the Mississippi River, where it finally joined up with Illinois’ waterways. Then, a series of interstate highway shutdowns allowed an oversized truck to slowly transport the machine to the Fermilab location.

At Fermilab, electronics and circuitry developed at BU’s Electronics Design Facility (EDF) and Scientific Instrument Facility were an integral part of the experiment.

“BU’s Electronics Design Facility can build custom equipment when we need it—and we needed a special controller for the system that keeps the beam of muons stored in the racetrack,” Roberts says. Another set of custom electronics from BU, developed by BU Adjunct Professor of Physics James Mott and the EDF team, sits inside the machine’s donut-shaped storage ring, measuring the signals that the muons give off as they speed around the vacuum-sealed ring.

For the Brookhaven experiment, Roberts says, BU performed about $600,000 of machining to create custom parts and electronics. Those contributions then made their way to Fermilab onboard the racetrack, and the BU team also helped modify the machine’s vacuum chambers to set up the new experiment at Fermilab. In addition to Roberts and Mott, other members of the BU team included CAS Professors of Physics Robert Carey and James Miller, postdoctoral research associates Nam Tran and Andy Edmonds, and graduate student Nick Kinnaird.

“Physics is interested in understanding the fundamental, underlying laws of nature, the forces and interactions between matter,” Roberts says. “It explains atoms, chemistry, how solids or condensed matter works. Understanding physics allows us to develop new materials and new devices, and the exploration of physics requires us to advance our technological capabilities. To make these measurements, we’re designing new technologies, and we require computers with increasingly enormous amounts of computational power.”

Detectors developed by physicists, for example, are now used to perform MRI and PET scanning, types of medical scans that allows clinicians to see inside the human body.

Data analysis on the second and third runs of the experiment is underway. The fourth run is ongoing, and a fifth run is planned. Combining the results from all five runs at Fermilab will give scientists an even more precise measurement of the muon’s wobble, revealing with greater certainty whether new physics is hiding within the particle foam that swirls around muons.

Fermilab scientist Chris Polly, who was a lead graduate student on the Brookhaven experiment in 2001, says the latest breakthrough makes all the patience and time that was necessary worthwhile.

“After the 20 years that have passed since the Brookhaven experiment ended, it is so gratifying to finally be resolving this mystery,” Polly says.


Scientists may have discovered a new force of nature?

Sigh, how I hate media. No, the everydays physics will not change at all. We will extend our description and understanding of minute details. Birds will still fly, cars will still drive, TVs will be still using the same old physics to transmit the same old dang.

There's an extant thread somewhere, in high energy.

I do not like this take. The BBC is not writing for scientists, they are writing for people with only casual interest in Physics who would be completely turned off by an article littered with technicalities.

The titles tend to be a bit clickbait, sure, but at the end of the day if you want to make the average person excited about science then popular expositions play an important role. Silly example: when I called my mum earlier and she asked about the headline, I'm not going to turn around and say "Pffft, you fool! That's not real physics!" I'm more just happy that she wanted to take an interest in a subject I'm passionate about.

So I say, sensationalise all you want (within reason ). It's just a bit of fun!

A fifth fundamental force would be pretty significant, if true.

In their defense, Einsteins' relativity and then quantum mechanics both "turned physics on its head" - even for (especially for) the layperson. It overturned how we see our universe.

New force, new physics? maybe not. A group known as the "Budapest-Marseille-Wuppertal Collaboration" has recomputed the magnetic moment and reduced the discrepancy between theory and experiment to 1.6 σ.

Indeed, if a group of theorists going by the name of the Budapest-Marseille-Wuppertal Collaboration is correct, there may be no disparity between experiment and theory at all. In a new study in Nature, it shows how lattice-QCD simulations can boost the contribution of known virtual hadrons so that the predicted value of the muon’s anomalous moment gets much closer to the experimental ones. Collaboration member Zoltan Fodor of Pennsylvania State University in the US says that the disparity between the group’s calculation and the newly combined experimental result stands at just 1.6σ.

There is a risk that it undermines the public perception of established science. If fundamental physics can be "turned on its head", then why not the science of climate change, epidemiology, vaccinations and even the geological evidence against creationism?

The politically astute thing to do would be to play down the impact of new discoveries to established theories (which is often the technical reality in any case), and emphasise that this is something new that extends our knowledge - in this case, something to add to the standard model, rather than something that renders it obsolete.

Maybe, but consider: some citizens will benefit more from science news than others.

Even if 90% of the public are merely passive readers, but 10% are actively interested, it might still be advantageous to target the `10%.

Interested citizens get involved, get educated, invest, donate, pursue careers and join science forums - in the sciences.

(Ultimately, the 10% won't be led astray by clickbait articles, since their self-education will innoculate them from low quality information.)

I don't know. But if it's a force of nature, it's probably in some way related to Chuck Norris.

There is a risk that it undermines the public perception of established science. If fundamental physics can be "turned on its head", then why not the science of climate change, epidemiology, vaccinations and even the geological evidence against creationism?

The politically astute thing to do would be to play down the impact of new discoveries to established theories (which is often the technical reality in any case), and emphasise that this is something new that extends our knowledge - in this case, something to add to the standard model, rather than something that renders it obsolete.

This does make sense. I often have read articles that have illegitimately caused loss of faith in a theory.

But then there is a loss of credibility when dogma is defended for the sake of keeping the masses faithfull.

Covid has been an extreme lesson on this, with many authorities having been constantly defending their old and now known to be wrong ideas: asymptomatic, masks, mutations, airborne, etc.

What makes me trust science is when there is an openness about uncertainty, a quickness to acknowledge mistakes.

Neil says science is right whether or not you believe in it. I don't agree with that or that we should tell the masses that for example.

I have been reading articles in other journals to the same effect since a few days.
It does not seem to me fair to blame the journalists for what people are finding wrong – scientists seem to be feeding them, see the quotes.

I had been meaning to ask here just what is there about this experiment that a disagreement between its results and a theoretical calculation is necessarily some totally fundamental change of physics. (Also I'd always heard the Standard Model described as a useful thing to be going on with, even a bit ramshackle, is that right? not something perfect that it would be shocking to modify).

If both theoretical prediction and measurements are robust then every deviation is revolutionary and will change fundamental physics a lot. We had a single clear deviation from the SM in the last decades - neutrino masses.

We already have a discussion here
There are two theory predictions, one agrees with the experiment. It's very likely that the other prediction is just incorrect. We already know that at least one of them must be off, and it's probably not the one that agrees with experiment.

A fifth fundamental force would be pretty significant, if true.

In their defense, Einsteins' relativity and then quantum mechanics both "turned physics on its head" - even for (especially for) the layperson. It overturned how we see our universe.

Suppose that there really is a 4.2 sigma discrepancy and the BMW calculation is wrong.

One thing we can say with certainty is that a measurement that is 4.2 sigma from a theory prediction for muon g-2 does not tell us "what" is causing the discrepancy.

It only tells us "how big" the discrepancy is, and even then, only partially. A discrepancy could be due to a tiny tweak to something central to calculating muon g-2, or it could be a huge tweak to something that only makes a small contribution to the overall result, or it could be something in between, or a bit of all of those explanations.

But, since the calculation of muon g-2 receives contributions from all three Standard Model forces and most of the Standard Model fundamental particles (in addition to any new physics contributions), it is a very global measure of the consistency of the Standard Model with experiment.

Lots of plausible explanations wouldn't involve a "fifth force", just one or more new particles. For example, while no one is proposing this particular explanation of the muon g-2 anomaly, as proof of concept, if there were a fourth generation of Standard Model fermions (t', b', tau', tau neutrino'), this would change the value of muon g-2 a little, without changing any of the forces of the Standard Model.

To give a more "real" example, one of the big differences between the prediction that says there is a 4.2 sigma distinction between experiment and prediction, and the one that says that there is only a 1.6 sigma distinction, is that the second prediction treats up and down quarks as having different masses, while the first one uses only the average mass of the up and down quarks. This slight tweak in the assumed masses of two Standard Model quarks makes a quite significant impact on the predicted discrepancy between theory and experiment, even though both the up quark and down quark masses are tiny (about 2.5% and 5% respectively, of the muon mass).

Also, keep in mind that the discrepancy, even if it is highly statistically significant, is still tiny. It is on the order of 2 parts per billion.

The same can be said of other anomalies that are out there.

For example, there are several kinds of decays of B mesons (composite particles with a valence quark and anti-quark, one of which is a b quark or anti-b quark) which seem to produce decays that generate more electrons than muons for reasons beyond those attributable to their mass differences even though in the Standard Model, this shouldn't happen. This isn't seen in any other kind of decay process.

But guess what. There are almost no processes of engineering importance, or importance in the post-Big Bang natural world, even in extreme circumstances like the inner structure of neutron stars and supernova, in which the ratio of lepton flavors produced in B meson decays play an important part. It is intellectually interesting and could even lead to a tweak of the Standard Model, but it is not important in any practical sense. Nobody even predicted that b-quarks existed until 1973 and no one in the entire history of life on Earth had knowingly observed one until 1977. B mesons are so ephemeral that they have a mean lifetime on the order of a trillionth of a second, and have only ever been produced in the lab in a handful high energy particle colliders.

So, while there may be a crack or two in the Standard Model that doesn't yet have a full explanation, it is still an incredibly precise and accurate description of the real world, and the cracks that are present are either tiny, or in highly exotic phenomena produced only in the most rarified laboratory conditions.


Hi from spain!

I'm so interested in exoplanets, interstellar travel and extraterrestrial intelligence. I hope to learn a lot.

Me llama cuando me necesita

That is about all I can remember about high school Spanish. lol.

Welcome to the ATS nuthouse! Please remember to leave the place better off than when you found it!

De puta madre. Esto es pra ti.

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Particle Physics Experiments Reinforce Evidence of New Force of Nature - History

It’s long been accepted by physics that everything in the Universe is controlled by just four fundamental forces: gravity, electromagnetic, and strong and weak nuclear forces. However, according to some Hungarian physicists, there may be a fifth force of nature, which could be vital evidence to understanding dark matter.

Attila Krasznahorkay and his group at the Hungarian Academy of Sciences’s Institute for Nuclear Research in Debrecen, Hungary, initially published their new discovery last year on the arXiv preprint server. Their findings were published in January 2016 in the journal Physical Review Letters.

Protons were aimed at lithium-7, a collision that created unstable beryllium-8 nuclei, which then decayed into pairs of electrons and positrons. At about 140 degrees, the number of these pairs increased, creating a little bump before dropping off again at higher angles.
According to Krasznahorkay and his team, this ‘bump’ was evidence of a new particle. They calculated that the mass of this new particle would be around 17 megaelectronvolts (MeV), which isn’t what was expected for the ‘dark photon’, but could be evidence of something else entirely. The end result was a new boson particle that was only 34 times heavier than an electron.

“We are very confident about our experimental results,” Krasznahorkay told Nature. However, the report was largely overlooked. Then, on April 25, a group of US theoretical physicists brought the finding to wider attention by publishing its own analysis of the result on arXiv2.

The US team, led by the lead author of the arXiv report, Jonathan Feng from the University of California, Irvine, showed that the data didn’t conflict with previous experiments, and established that it could be evidence for a fifth fundamental force. “We brought it out from relative obscurity,” says Feng.

The physics world is now buzzing with the possibility of an undiscovered fundamental force. Rumours about this elusive fifth force has existed for years, partly motivated by the incapability of the standard model of particle physics to explain dark matter—a hypothetical form of matter that comprises a huge portion of the mass and energy in the observable universe. Dark matter can feel gravity but not electromagnetism, which is why we cannot see or touch it, since our sight, touch, and most of our science experiments detect stuff using the electromagnetic force.

The physicists who conducted the original experiment are confident about what they have discovered. Nature News article reports that other physicists seem doubtful, but are excited about the about the experimental results. Physicists are now thinking about different ways to scrutinize this intriguing finding. Researchers at the Thomas Jefferson National Accelerator Facility in Newport News, Virginia, CERN, and other labs are trying to see if they can reconstruct the Hungarian team’s results in their own experiments. They are expected to confirm or invalidate the Hungarian experimental results in about a year.


This fifth force may explain some big Universe mysteries

A fifth fundamental force might help explain some of the big puzzles about the Universe that have exercised scientists in recent decades.

For example, the observation that the expansion of the Universe was speeding up was attributed to a mysterious phenomenon known as dark energy. But some researchers have previously suggested it could be evidence of a fifth force.

Dr Maggie Aderin-Pocock, co-presenter of the BBC’s Sky at Night programme said: “It is quite mind boggling. It has the potential to turn physics on its head. We have a number of mysteries that remain unsolved. And this could give us the key answers to solve these mysteries.” [BBC]

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Ver el vídeo: Físicos Encuentran más Evidencia de una Quinta Fuerza de la Naturaleza