Simulación de un choque de partículas en el LHC - CERN

¿Por qué los físicos se esfuerzan tanto en buscar a SUSY?

La Supersimetría atrae la atención de los científicos desde hace décadas, ya que puede ayudarnos a comprender la materia oscura

MadridActualizado:

El Modelo Estándar de la física de partículas es un constructo teórico que intenta aunar las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción gravitatoria e interacción electromagnética.

Esta teoría, una de las más exitosas hasta el momento, describe las leyes físicas que rigen la dinámica de todas las partículas subatómicas conocidas. Según este modelo la materia está formada por fermiones –constituidos por quarks y leptones- y bosones.

Este modelo comprende un total de diecisiete partículas fundamentales: seis quarks (arriba, abajo, encanto, extraño, cima y fondo), seis leptones (electrón, muón, tauón, neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico), cuatro bosones de gauge (fotón, bosón Z, bosón W y gluón) y el bosón de Higgs.

Después del descubrimiento del bosón de Higgs –el 4 julio del 2012- el único bosón que se resiste a ser encontrado por los físicos son los gravitones.

Los fermiones –llamados así en honor al físico Enrico Fermi- se encargan de la formación de materia, mientras que los bosones, que no contienen en principio masa, son los gerentes de las interacciones de las partículas y, en consecuencia, de las fuerzas.

Los seis leptones pueden existir de forma aislada, pero los seis quarks se asocian, a través de una interacción nuclear fuerte, en tríos o parejas. A estas partículas compuestas se las denomina, de forma genérica, hadrones (del griego hadrós, denso o fuerte).

Dime tu espín y te diré quién eres

La simetría abunda en la naturaleza y subyace en las leyes del universo. Las piñas, los abetos, las perlas, los girasoles… guardan una simetría perfecta. Nuestro universo está formado por pares de partículas, de las que habitualmente únicamente podemos ver una de ellas, es lo que se conoce como Supersimetría.

La Supersimetría –más conocida por sus siglas en inglés, SUSY- incluye todas las simetrías del Modelo Estándar y añade otra más que involucra a un número cuántico, el espín (del inglés spin, que significa giro). Los fermiones son partículas de espín semientero, mientras que los bosones tienen espín entero.

Según SUSY a cada partícula subatómica le corresponde un compañero supersimétrico que tiene el espín contrario. En otras palabras, por cada fermión –ya sea quark o leptón- hay un supercompañero (s-quark o s-leptón), y por cada bosón hay otro reflejado en el espejo de la Supersimetría. Se denomina mesones a las partículas formadas por un quark y su antiquark, y se comportan como los bosones.

En base a todo esto, el número de partículas predichas por SUSY son el doble de las del Modelo Estándar.

Pero, ¿dónde está SUSY?

De momento, no hemos sido capaces de detectar una partícula supersimétrica –supercompañera- debido, según la mayoría de los modelos, a que tienen una masa elevadísima, lo cual hace imposible que pueda ser recreada.

A pesar de que no han sido observadas es posible que aparezcan como resultado de las colisiones en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), con los experimentos ATLAS y Solenoide Compacto de Muones (CMS).

Otros modelos defienden la existencia de partículas de más baja energía pero que no interactúan con nuestras propias partículas, excepto de una forma débil y gravitacional, lo que se denomina materia oscura.

Para finalizar nos quedamos con una reflexión del filósofo y biólogo británico Thomas Huxley (1825-1895): “la gran tragedia de la ciencia es la muerte de una hipótesis hermosa a manos de la horrible realidad”. A pesar de todo, y si nos trasladamos al terreno de las ciencias biosanitarias, es más difícil certificar la fecha de defunción de una hipótesis que registrar su partida de nacimiento.

M. Jara
M. Jara

Pedro Gargantilla es médico internista del Hospital de El Escorial (Madrid) y autor de varios libros de divulgación.