La búsqueda de nuevas fuerzas de corto alcance

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Los interferómetros atómicos tienen ahora la sensibilidad para observar nuevas fuerzas más allá del modelo estándar de la física de partículas.

“Las nuevas fuerzas a corta distancia son una predicción frecuente de las teorías más allá del Modelo Estándar y la búsqueda de estas nuevas fuerzas es un canal prometedor para descubrir una nueva física”, dice Jay Wackerdel Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC en California. La pregunta es cómo encontrarlas.

Wacker defiende que la interferometría atómica ha madurado hasta el punto de que debería ser el instrumento elegido en la búsqueda de estas nuevas fuerzas a escalas que varían de los 100 micrómetros a 1 kilómetros.

La idea básica es enviar dos átomos entrelazados a lo largo de dos brazos separados de un interferómetro y observar el patrón de interferencia que crean. Colocar una masa de prueba cerca de uno de los brazos debería provocar que los átomos del brazo se desvíen de una forma fácilmente calculable usando la Ley de la Gravedad de Newton. Esta ruta de desviación sería fácilmente observable como un cambio en el patrón de interferencia.

Si restas los efectos Newtonianos de la masa de prueba en los datos, lo que queda debe ser una nueva fuerza.

Wacker dice que los interferómetros atómicos de vanguardia podrían ya superar los límites existentes de las nuevas fuerzas en un orden de magnitud y que los avances esperados en el futuro próximo podrían mejorarlo en otro orden de magnitud.

Entonces, ¿qué deberían encontrar este tipo de experimentos? Distintas teorías de supersimetría predicen la existencia de dimensiones extra las cuales ejercerían fuerzas sobre ese tipo e escalas, otras predicen que la gravedad puede apagarse por completo o que nuevos tipos de partículas tales como los axiones Peccei-Quinn pueden hacer de intermediarios a las fuerzas a estas escalas.

Esta es una apasionante mezcla de nueva física que seguir. Y si Wacker llega a alguna parte, podríamos estar viendo parte de ella en poco tiempo.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/0908.2447: Using Atom Interferometery to Search for New Forces

Fecha Original: 27 de agosto de 2009
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