Descubren la factible puerta a la quinta dimensión

Descubren la factible puerta a la quinta dimensión

8 febrero, 2021 Desactivado Por Alejandro

Investigadores de la Universidad de Granada (UGR) y de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (Alemania) han hallado, en los laberintos de unas ecuaciones formuladas por Einstein en 1915, una partícula supuesta que puede actuar como portal a una quinta dimensión, colocada a medio camino entre el cosmos evidente y la materia oscura.

Si hay, esa quinta dimensión (aun una abstracción) tendría que ser inconcebiblemente diminuta e imperceptible para el ojo humano, y podría aclarar algunas de las profundas cuestiones abiertas de la física de partículas, según los expertos.

Por otra parte, la presencia de esa partícula especulativa, según esta investigación, publicada en la revista European Physical C, aclararia de forma natural la abundancia de materia oscura, que simboliza el 85% de la materia conocida y constituye uno de los mayores misterios del cosmos.

El ensayo añade que la presencia de esa partícula especulativa puede aclarar además varios de los misterios que envuelven a los fermiones, que actuan como si fueran simultáneamente partículas y antipartículas y jamás forman un estado cuántico, entre diferentes particularidades increibles.

Reciente modelo del cosmos

La nueva investigación presenta un modelo del cosmos con una quinta dimensión que puede ser atravesada por partículas, a través de la cual entrarían y saldrían los fermiones causando los misterios que envuelven a su comportamiento cuando los detectamos desde un cosmos de cuatro dimensiones, incluido el tiempo.

Los expertos han podido atisbar esta factible explicación a través de las así llamadas ecuaciones de campo de Einstein, que vinculan la presencia de la materia con la curvatura del espacio-tiempo. A estas ecuaciones incorporaron otra hipotesis posterior, conocida como de Kaluza-Klein, que considera un espacio-tiempo de cinco dimensiones.

Partiendo de estos modelos anteriores, los expertos elaboraron ecuaciones de campo de 5 dimensiones para ver si en ese contexto teórico podría aclararse algo sobre la materia oscura y el enigma de los fermiones.

Siguiendo los pasos de Higgs

El resultado de esta especulación matemática señala la presencia de un campo relacionado a una partícula especulativa que, según los expertos, es gran cantidad semejante al campo de Higgs y a la famosa partícula conocida como bosón de Higgs.

en cambio, a desigualdad del bosón de Higgs,  desvelado en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN en 2012, mas tarde de una búsqueda de más de 40 años, la partícula propuesta por estos expertos es tan pesada que no pudiera ser producida de forma directa en este experimento.

“Dicha partícula podría jugar un papel fundamental en la generación de masas de todas las partículas delicados a esta dimensión extra, y ser al mismo tiempo la única ventana relevante a un factible sector oscuro responsable de la presencia de materia oscura, lo que resolvería de un sólo golpe dos de los mayores contratiempos de estas hipotesis, a priori desconectados”, explica al respecto el experto de la UGR, Adrián Carmona, en un comunicado.

Partículas semejantes

Los expertos se apoyan en lo que conocemos del bosón de Higgs para considerar que la supuesta nueva partícula está vinculada con ella: «dado que esta nueva partícula posee propiedades cuánticas muy semejantes a las del bosón de Higgs, es muy natural suponer que las dos partículas deberían mezclarse entre ellos, lo que representa que sus funciones de onda de la mecánica cuántica están entrelazadas», explican en explicaciones a la revista canadiense Vice.

“Si hay esta partícula pesada, necesariamente conectaría la materia evidente que sabemos y que hemos estudiado en detalle, con los constituyentes de la materia oscura, admitiendo que la materia oscura está compuesta de fermiones fundamentales que viven en la dimensión extra”, añaden los físicos.

“Esta no es una idea descabellada, ya que conocemos que la materia ordinaria está formada de fermiones y que, si hay esta dimensión extra, es muy posible que se propaguen además en ella”, concluyen.

Sobresalen asimismo que la partícula supuesta no contradice la evidencia observacional de la abundancia de materia oscura y consideran que pudiera ser una vía de acceso para que podamos entrar al lado oscuro del cosmos.

Bueno, actualmente hay que encontrarla

El hallazgo matemático de esa partícula supuesta no incluye que exista verdaderamente, lo que supone que el siguiente paso es seguir un recorrido investigador como el que condujo a la comprobación material del bosón de Higgs.

Uno de los contratiempos que se plantea es que el acelerador de hadrones (LHC) del CERN no puede generar la supuesta nueva partícula, por lo que ocurrirá que esperar a la nueva generación de aceleradores para intentarlo.

No sería el singular camino: los expertos creen que tal vez pueda ser detectada además a través de la observación de las ondas gravitatorias, ya que esa partícula supuesta podría generarlas.

Por último, no descartan que, indagando en la materia oscura, los astrónomos puedan además tropezarse con la partícula supuesta y certificar su presencia, al igual que la de esa quinta dimensión, aun fantasmagórica, de la que aparentemente procede.

Impresión artística de un Blazar, una fuente de energía asociada a un agujero negro. (Crédito: DESY, Science Communication Lab).

¿Solución concluyente?

Esta constatación ofrecería asimismo indicios sobre una etapa muy temprana de la historia de nuestro cosmos, cuando se produjo la materia oscura, por lo que, de confirmarse, daría un potente impulso al conocimiento de los orígenes de la materia, de los astros y mundos.

La última reflexión de estos investigadores, recogida en su artículo, es aun más contundente: sabiendo que la materia oscura no puede explicarse en el Modelo Estándar, la nueva física puede orientarse hacia esa quinta dimensión extra porque resolvería algunas cuestiones no aclaradas de la física actual, entre ellas facultaría integrar la materia oscura en un reciente modelo, y resolvería al mismo tiempo el inconveniente de la jerarquía (no conocemos por qué el bosón de Higgs es ligero cuando debería de ser muy muy pesado), que afecta a la física teórica cuando establece parámetros fundamentales.

Atasco investigador

De todas formas, esta propuesta debe ser contemplada en el contexto de la física actual, que lleva años atascada en dos posibles apreciaciones de los contratiempos no resueltos del cosmos, explica a Tendencias21 el catedrático de la Universidad Complutense, Eduardo Costas, que no participó en el estudio.

Una interpretación se basa en rastrear la nueva física en el entorno de dimensiones adicionales que explicarían, como en el suceso de esta investigación, cuestiones fundamentales como la materia oscura o el enigma de los fermiones.

La segunda interpretación prefiere optar por modelos de gravedad cuántica, que sugieren unificar la hipotesis cuántica de campos con la relatividad general y vincular así tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza con la gravedad. En esta escuela figura la Hipotesis de la Gran Unificación, que vincula tres de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza electromagnética.

Ambas hipotesis precisan de investigaciones poderosas, la primera en aceleradores de partículas, la segunda en mejores telescopios, para avanzar y definir cuál es el camino correcto para profundizar en el conocimiento del cosmos, concluye Costas.

El destacado físico François Vannucci añade al respecto: “el inconveniente actual es que el conocimiento progresa asintóticamente en el dominio de los dos extremos, lo pequeño y lo grande. Por supuesto, aun debemos esperar más progresos, pero me temo que algún día la sociedad rechace mantener un esfuerzo (económico) cada vez más colosal.”

Si la quinta dimensión está verdaderamente en alguna parte, aun tardaremos en encontrarla.