Física de partículas. La carrera por romper con el Modelo Estándar. Parte 02

Cosmos

Si bien los físicos de altas energías se reunen en las salas de control de sus máquinas, otro grupo de físicos está buscando en los cielos. Allí esperan encontrar algo que rompa el modelo estándar - si el Universo coopera.

El objetivo principal de búsqueda de su nave espacial son los indicios de la materia oscura, la sustancia fantasmal que podría aglutinar hasta un 85% de la materia en el Universo. Los astrónomos saben que la materia oscura existe sólo por su atracción gravitatoria sobre las galaxias y su influencia en la forma del Universo; parece pasar a través de la clase de materia ordinaria que se encuentra en las estrellas, planetas y personas. Presumiblemente, la materia oscura es una bruma de partículas que rara vez, si alguna vez, reaccionan con la variedad ordinaria. Pero nadie está muy seguro de lo que las partículas podrían ser - salvo que no se tienen en cuenta en el modelo estándar.

Uno de los candidatos proviene de la teoría de la "supersimetría", que predice que cada partícula del modelo estándar tiene otro socio, más pesado que yace fuera del modelo. El más ligero de estos socios supersimétricos se le llama neutralino, y se preve que tenga las propiedades justas para la materia oscura.

Los neutralinos por sí mismos no serían vistos por los telescopios, en órbita o de otro tipo. Sin embargo, eventualmente, dos neutralinos podrían chocar y aniquilarse - creando una lluvia más mundana de partículas que los detectores en órbita podrían recoger. El experimento PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics) ya ha observado una pista intrigante. El instrumento en el satélite ha informado extraoficialmente un superávit de anti-electrones que pueden haber sido generados por la aniquilación de materia oscura (véase Nature 454, 808; 2008). "Es un bello resultado", dice Graciela Gelmini, una física de la Universidad de California, Los Ángeles, que ha visto los datos de PAMELA. Sin embargo, agrega, la complejidad de la medición requiere cautela.

Un segundo satélite , lanzado recientemente, también puede ser capaz de detectar la última evidencia del neutralino. El Telescopio Espacial Fermi de rayos gamma es un instrumento espacial de 690 millones de dólares diseñado para escanear todo el cielo para detectar fotones de ultra-alta energía. Es posible que tales rayos γ podrían ser creados por colisiones entre neutralinos, en cuyo caso se mostrarán como una niebla omnipresente en el mapa estelar del detector en órbita. "Eso sería un asombrosa e impresionante firma", dice Steven Ritz, el científico del proyecto de telescopio en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Tales firmas, si están bien localizadas y confirmadas en el tiempo, definitivamente tendrán una oportunidad de ganarle al LHC en la búsqueda por romper el modelo estándar, dice Michael Turner, un cosmólogo de la Universidad de Illinois en Chicago. Pero Ritz señala que, aunque técnicamente la astrofísica podría ser la primera en hacer tal descubrimiento, no puede hacer mucho más que eso. Anti-electrones, rayos γ y otras firmas podrían ofrecer a los físicos sólo una gama de masas aproximadas de la nuevas partículas, y no dirían nada acerca de cómo podría funcionar la supersimetría. Por esas razones "habría todavía un gran número de preguntas sobre la cuestión esencial", dice Ritz - preguntas que tendrían que ser resueltas en el LHC.

Ilustraciones de J. Riordan

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