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El LHC podría detectar SuperWIMPS

Área: Física — viernes, 12 de mayo de 2006

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Uno de los detectores del LHC en construcción. Foto: CERN.

Se ha venido especulando con la posibilidad de la existencia de partículas débilmente interactúantes o WIMPS. Estas partículas casi sólo interaccionarían con las demás de manera gravitatoria y podrían ser los constituyentes de la famosa materia oscura.
Al comienzo del Big Bang, cuando la temperatura y energía implicada eran muy altas, estas partículas junto con muchas otras se habrían formado en gran cantidad y hasta ahora pasarían desapercibidas a nuestros instrumentos que sólo ven interacciones eléctricas, magnéticas y similares. Sólo interaccionarían gravitatoriamente o muy débilmente respecto a otras fuerzas. Pero hasta ahora las WIMPS naturales producidas en el Big Bang no han podido ser detectadas directamente en nuestros laboratorios.
Sin embargo podemos reproducir las condiciones de energía reinantes en el Big Bang en las colisiones que se producen en los aceleradores de partículas. Cada vez que construimos uno más poderoso podemos retroceder una fracción de segundo más cerca del comienzo del Universo, creando nuevas partículas en cada colisión.
En la carrera por construir el acelerador más poderoso y grande, que EEUU abandonó hace años con la cancelación del SSC, parece que ha ganado Europa con la creación del LEP y ahora con el LHC que se construye en el túnel de 27 Km que ocupó el primero.
Ahora, según varios físicos de EEUU, las posibilidades de que el LHC detecte, cuando empiece a funcionar el año que viene, WIMPS son escasas. Sin embargo, podría detectar una nueva clase de partículas denominadas SuperWIMPS y que serían el producto del decaimiento (desintegración) de las WIMPS. El estudio ha sido publicado en Physical Review Letters (Phys. Rev. Lett. 96 151802).
Las WIMPS no están incluidas en el modelo estándar y su descubrimiento sería de gran importancia para la Física. Se ha intentado detectar con instrumentos muy sensibles las debilísimas interacciones de estas partículas “naturales” con nuestra materia, pero de momento sin resultados. Tampoco se han detectado estas otras hipotéticas SuperWIMPS, pues ni siquiera se habían propuesto hasta ahora. Tampoco se han detectado WIMPS de producción artificial en los aceleradores, donde sería más facil detectarlas si existieran, pero la cota de energía alcanzada en nuestros colisionadores quizás haya sido inferior a la necesaria hasta ahora.
Muchos teóricos creen que las WIMPS son muy ligeras y por tanto muy estables, pero Jonathan Feng de University of California en Irvine afirma que muchas veces son inestables y que terminan decayendo en otras más ligeras denominadas SuperWIMPS.
Estas SuperWIMPS únicamente interaccionarían gravitatoriamente, y ni siquiera lo harían, como sus “madres” WIMPS, “débilmente” desde el punto electromagnético o desde el punto de vista de la fuerza nuclear débil. Serían pues un buen candidato a materia oscura. Además esta hipótesis explicaría por qué no hemos detectado WIMPS naturales en el laboratorio, pues habrían decaido hace mucho; sólo quedarían SuperWIMPS indetectables que formarían la materia oscura.
El LHC tendrá 14 TeV (Teraelectrón voltio) de energía y se ha construido para explorar el proceso de adquisición de masa de todas las partículas existentes mediante el mecanismo de Higgs, así como para explorar la supersimetría.
Según los cálculos ambas partículas, WIMPS y Super WIMPS si existen, podrían ser producidas y detectadas en el LHC porque se les estima una masa de alrededor de 100 GeV. Pero la señal de las WIMPS sería casi indistinguible del ruido de fondo, mientras que las SuperWIMPS serían espectacularmente fáciles de detectar.
Si al final se descubren podremos por primera vez estudiar las propiedades de la materia oscura directamente. La materia oscura es algo que ha venido fascinando y castigando a los cosmólogos desde hace décadas, y su aclaración permitiría avanzar en el campo.
Ahora los viajes de exploración para adquirir nuevo conocimiento no se realizan en barcos hacia los nuevos continentes de ultramar, sino en estas gigantescas máquinas que reproducen el comienzo del Universo.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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