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12 de Mayo de 2019
Física

Un error de hace 50 años que se había mantenido hasta hoy

Para interpretar las desintegraciones radiactivas, los físicos se apoyan, como rutina, en una importante manual de datos considerado de referencia, pero de esa forma pueden acabar empleando algún valor erróneo.

La cámara principal de deriva del detector BES III del Colisionador de Electrones y Positrones II de Pekín [Yinghua Jia].

Hasta en una ciencia tan precisa como la física de partículas puede tener sentido realizar estudios de replicación. Los experimentadores llaman de esta forma a los experimentos que persiguen comprobar resultados antiguos. Desde hace años son un asunto de la mayor importancia en la psicología y la biomedicina, ciencias donde los resultados no reproducibles parecen ser muy abundantes.

Sin embargo, resulta que también en la física de partículas lo que parecía un conocimiento bien asentado puede ser en realidad falso. Unos investigadores (el equipo científico del experimento BESIII) han presentado ahora un posible ejemplo de esto. En el Colisionador de Electrones y Positrones II de Pekín han vuelto a medir, cincuenta años después, un parámetro de la desintegración de unas partículas, las conocidas como hiperones; en concreto, los hiperones del tipo lambda. El resultado que han obtenido es un 17 por ciento mayor que el valor que da el llamado Particle Data Group en la que actualmente es la obra de referencia donde los físicos de partículas buscan los datos que necesitan. Lo cuentan en Nature Physics.

Los hiperones son partículas compuestas por determinadas combinaciones de tres quarks (es decir, son bariones). Se forman cuando otras partículas chocan entre sí en los aceleradores. Tras un breve plazo, se desintegran en diferentes partículas. La manera en que estas se distribuyen informa acerca de las propiedades de los hiperones.

Los investigadores han aportado un nuevo valor para un parámetro designado con la letra griega alfa. Caracteriza la desintegración de esos bariones o sus antipartículas en protones y piones (o sus antipartículas). Un valor diferente (aparte del signo) para la desintegración de los hiperones lambda y la de sus antipartículas mediría la intensidad con que la naturaleza rompería en esos casos la simetría entre materia y antimateria que recibe el nombre de simetría de carga-paridad, o CP. Tras las primeras mediciones de la desintegración del lambda en los años 1968 y 1972, se aceptó un valor de alrededor de 0,64. El equipo del BESIII ha obtenido ahora un 0,750 para los hiperones lambda y -0,758 para sus antipartículas, aunque deben tenerse en cuenta los márgenes de error: el valor que dan estos investigadores del cociente entre la suma y la diferencia del alfa de los lambda y el de los antilambda es −0.006 ± 0.012 ± 0.007. No es incompatible con un valor nulo.

A fin de dar con el motivo de la discrepancia con los viejos experimentos, el equipo no solo han ido excluyendo todos los errores posibles en el suyo, sino que ha intentado volver sobre los viejos resultados, aunque un inconveniente llama la atención: detalles esenciales para entender aquellos experimentos de hace medio siglo no se publicaron. En cualquier caso, las nuevas mediciones son más precisas que las viejas y no dependen tanto de suposiciones indirectas, tal y como señala el equipo.

Parece, pues, lo más probable que las mediciones de hace medio siglo contuviesen algún error sistemático que hasta ahora ha permanecido oculto. Hay que tenerlo en cuenta, ya que los físicos se han apoyado una y otra vez durante los últimos decenios en ese valor probablemente erróneo. Basándose en él, han calculado las probabilidades de desintegración de otras reacciones de partículas. En general, no se trata de desintegraciones de una importancia esencial. No obstante, este nuevo estudio nos recuerda que puede ser peligroso tomar los resultados de viejas mediciones sin más comprobaciones.

Robert Gast / Spektrum.de

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con el permiso de Spektrum der Wissenschaft.

Referencia: «Polarization and entanglement in baryon–antibaryon pair production in electron–positron annihilation», de The BESIII Collaboration en Nature Physics (2019).

Más información en arXiv:1902.09098 [hep-ex].

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