Quienes se acercan por aquí, ya sabrán que me gusta presentar a las personas de las que hablo, con independencia de la materia de que se trate.

Pues bien, hoy traigo a colación a dos profesores de física, indios de nacimiento, aunque investigan en la Universidad de Buffalo. A la izquierda, Piyare Lal Jain, catedrático emérito de Física, y a la derecha, Gurmukh Singh, profesor ayudante de investigación. Ambos han redactado un artículo, que saldrá publicado en el n.º 34, de enero de 2007, del Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, con el título: Search for new light particles decaying into electron pairs of mass below 100 MeV/c2.

Dicen que han encontrado pruebas de nuevas partículas neutras de una masa que solo supera entre 14 y 37 la del electrón. Hasta ahora, se consideraba que la partícula más ligera conocida más pesada que el electrón era el muón, con una masa unas 207 veces superior.

Los autores bombardearon núcleos de plomo en una emulsión que servía de blanco y de detector al mismo tiempo, buscando un exceso de producción de pares electrón-positrón de baja energía, posible resultado de la descomposición de una partícula ligera y de vida corta. Observando una muestra de 1220 pares electrón-positrón, descubrieron picos de energías de 7±1 MeV y 19±1 MeV, que están a más de 3 desviaciones típicas de la media, fenómeno, por tanto, significativo.

Pero, ¿qué importancia puede tener esto? En realidad, los teóricos están entusiasmados con el hallazgo, porque cabe la posibilidad de que una partícula ligera como sea el axión, buscado desde hace ya muchos años. De hecho, Jain dice que ya preveía la existencia del axión en un artículo de 1974.

John Baez, en su post New Light Particle(s) Discovered?, de The n-Category Café, por cierto, un blog que merece la pena para los interesados por la física, las matemáticas y la filosofía, comenta que el título del artículo de Jain y Singh deja entrever que se trata de un descubrimiento seguro, aunque la evidencia que presentan no es concluyente: acepta la significatividad del resultado, pero no cree que sea suficiente para demostrar la existencia de la partícula.

Con respecto al axión, se trata de una partícula subatómica exótica postulada a partir de la teoría de Peccei y Quinn, en 1977, que postulaba una nueva simetría que resolvía el problema de la violación de la simetría CP fuerte de la cromodinámica cuántica. Poco después, Frank Wilczek, coautor, con Steven Weinberg, del primer artículo que predijo la existencia de la partícula, la bautizó con el nombre de axión, aprovechando una marca de detergente, porque, según él, el problema en cuestión quedaba “limpio”.

La teoría señala que, durante el Big Bang, se crearon abundantes axiones. A causa del “mecanismo de mal alineamiento” del universo primordial, se generó una fricción dinámica durante la adquisición de masa a continuación de la inflación cósmica que privó a todos los axiones primordiales de su energía cinética.

Si los axiones tienen poca masa, impidiendo así otras formas de desintegración, las teorías del axión predicen que el universo estará lleno de un condensado de Bose-Eisntein muy frío de axiones primordiales. Por eso, dependiendo de su masa, es verosímil que los axiones explicaran el problema de la materia oscura de la cosmología física.

Se están llevando a cabo estudios de observación para detectar axiones de materia oscura están en marcha, pero aún no son lo suficientemente sensibles para mostrar las regiones de masa en las que podría preverse que hubiese axiones, en el caso de que fueran la solución del problema de la materia oscura.

Los axiones de gran masa del tipo señalado por Jain y Singh no persistirían en el universo moderno, por lo que no podrían contribuir a la explicación de la materia oscura.

En todo caso, no cabe duda de que los axiones “están ahí”. Durante este mismo año, se han hallado indicios de axiones en experimentos diferentes de este, por ejemplo, Physicsweb, del 27 de marzo de 2006, publicaba un interesante artículo: Optical rotation shed light on vacuum, de Matthew Chalmers, y el 17 de julio, Scientific American publicaba A hint of axions, de Graham P. Collins.

No es de extrañar, por tanto, que pronto nos encontremos con la verificación experimental de la existencia de la partícula en cuestión. 

ACTUALIZACIÓN Y CORRECCIÓN

En su comentario, John Baez me indica que él no dice que el título del artículo de Jain y Singh sea incorrecto porque, en efecto, es perfectamente correcto. De hecho, describe exactamente lo que han descubierto. Dice Baez que el título inexacto es el de un artículo de carácter divulgativo, asi de nota de prensa: Long the fixation of physicists worldwide, a tiny particle is found, publicado en Physorg.com. Por mi parte, además de esta “actualización y corrección”, tengo que decir que el evidente error se debió al “cortar y pegar”. La redacción original (de un texto bastante más largo que el del post) era: “John Baez, en su post New Light Particle(s) Discovered?, de The n-Category Café, …, comenta que el título del artículo de Physorg sobre el trabajo de Jain y Singh deja entrever que se trata de un descubrimiento seguro, …” En resumen: metedura de pata y chapuza… Ustedes (y sobre todo John Baez) perdonen.