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Presentación

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Todo sobre la misteriosa quinta fuerza de la naturaleza (¿está equivocado el modelo actual?)

Alumno... Flores Garcia Victor Jesus

Grupo... 506V

Resumen

El universo está gobernado por cuatro fuerzas fundamentales: lagravedad (la fuerza de atracción entre masas, que rige el movimiento de planetas, estrellas y galaxias), el electromagnetismo (que es la fuerza responsable de la electricidad, el magnetismo y la luz, que afecta a las partículas cargadas y la interacción de los campos electromagnéticos) y las fuerzas nucleares fuerte y débil (la primera es la fuerza que une a los protones y neutrones en los núcleos atómicos, la más fuerte de las cuatro fuerzas a distancias cortas y la segunda es la fuerza responsable de la desintegración radiactiva y las interacciones de neutrinos, que desempeña un papel crucial en los procesos nucleares).

Los nuevos datos

Un equipo de investigación internacional dirigido por Yu-Dai Tsai, astrofísico del Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) ha utilizado los datos de seguimiento del asteroide Bennu, cuyas muestras de polvo y rocas fueron exitosamente recuperadas en 2023 por la misión OSIRIS-REX de la NASA, para investigar la posible existencia de una quinta fuerza fundamental en el universo. “Interpretar los datos que vemos del seguimiento de Bennu tiene el potencial de aumentar nuestra comprensión de los fundamentos teóricos del universo, lo que podría renovar nuestra comprensión del Modelo Estándar de la física, la gravedad y la materia oscura”, explicó Yu-Dai Tsai, líder del trabajo que publica la revista Communications Physics.“Las trayectorias de los objetos a menudo presentan anomalías que pueden ser útiles para descubrir nueva física”.

El contexto y la teoría detrás de la quinta fuerza

La idea de una "quinta fuerza" no es completamente nueva, pero ha ganado más relevancia en los últimos años debido a algunos experimentos y observaciones que no encajan completamente con lo que predice el modelo estándar.

¿Por qué estamos hablando de una quinta fuerza?

La idea de una quinta fuerza surgió principalmente por los resultados inesperados en investigaciones relacionadas con partículas subatómicas. En 2015, un equipo de científicos en Hungría observó un comportamiento extraño en la desintegración de ciertos átomos de radiación alfa, específicamente en la interacción de partículas llamadas mesones. En 2019, otro equipo de científicos descubrió que las partículas llamadas muones (partículas subatómicas) se comportaban de una manera que no coincidía con las predicciones del modelo estándar.

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Posibles candidatos para la quinta fuerza

Una fuerza que solo actúa a pequeñas distancias: Podría ser que esta fuerza desconocida solo se manifieste a escalas subatómicas o de distancias muy pequeñas (en torno a las dimensiones de las partículas elementales).

Interacciones con partículas oscuras: La materia oscura, que compone una gran parte del universo pero que no interactúa con la luz de manera normal, podría ser influenciada por esta quinta fuerza.

El futuro de la quinta fuerza

El futuro de la investigación sobre una posible quinta fuerza depende de más experimentos y observaciones. Los próximos años serán clave, ya que los aceleradores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Ginebra, y otros experimentos de física de partículas en el futuro, seguirán buscando evidencia de esta misteriosa fuerza.

¿Por qué se habla de una quinta fuerza y por qué el modelo actual podría estar "equivocado" (o incompleto)?

La materia oscura: Sabemos que existe una gran cantidad de materia en el universo que no interactúa con la luz (por eso es "oscura") y que no está compuesta por las partículas que conocemos. Su presencia se infiere por sus efectos gravitacionales en galaxias y cúmulos de galaxias. Una quinta fuerza podría mediar interacciones entre partículas de materia oscura, o incluso ser una manifestación de la materia oscura misma.

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Anomalías en experimentos: En los últimos años, algunos experimentos han arrojado resultados que no encajan perfectamente con las predicciones del Modelo Estándar.

¿Cómo sería esta quinta fuerza?

Muy débil: Mucho más débil que la fuerza electromagnética o la fuerza nuclear, y posiblemente incluso más débil que la gravedad a ciertas escalas. Por eso es tan difícil de detectar. De corto alcance: Es probable que su alcance sea muy limitado, actuando solo a distancias subatómicas o a escalas cosmológicas, lo que también dificulta su detección. Mediador de una nueva partícula: Al igual que las otras fuerzas son mediadas por partículas (fotones para la electromagnética, gluones para la fuerte, bosones W y Z para la débil, y el hipotético gravitón para la gravedad), una quinta fuerza también tendría su propia partícula mediadora. El "bosón X17" sería un candidato para esta partícula.

Conclusión: ¿Qué nos depara el futuro?

Si se confirma la existencia de esta quinta fuerza, esto representaría una de las revoluciones más importantes de la ciencia moderna. Sin embargo, es importante señalar que aún es prematuro llegar a conclusiones definitivas. Los experimentos continúan y, si las anomalías observadas son realmente indicativas de una nueva fuerza fundamental, podrían abrir el camino hacia una física mucho más compleja y enriquecida que la que conocemos hoy. La búsqueda de la quinta fuerza de la naturaleza no solo es un reto científico, sino que también tiene el potencial de cambiar nuestra comprensión del universo, de las leyes fundamentales de la naturaleza y de nuestra posición en él.

bibliografia

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