Unes noves lleis de la física treuen el nas al CERN

El terme llei de la física imposa respecte. Remet a una inscripció profunda i veritable gravada per sempre en el marbre de la història intel·lectual de la humanitat. La realitat, però, és molt menys èpica. Les teories físiques sempre s’han anat ampliant per explicar nous fenòmens. Això és justament el que està passant des de fa uns anys en el camp de la física de partícules. Ara, les dades acumulades durant més de deu anys a l’LHC, l’accelerador de partícules del CERN, a Ginebra, comencen a indicar amb claredat que la teoria actual no pot explicar tot el que s’observa.

Tot i que forma part del procés habitual de la ciència, la discrepància entre els experiments i la teoria sempre genera expectació. “Tot això està provocant molta excitació, el camp està en plena ebullició”, reconeix Joaquim Matias, investigador de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) i pioner d’aquesta recerca. Les raons de tanta agitació són uns resultats entre els quals destaca la desintegració d’unes partícules que es formen a l’accelerador i que contenen quarksbeauty. Segons la teoria actual, coneguda com a model estàndard, aquestes partícules es poden desintegrar en electrons o en muons (una mena d’electró més pesant). El model prediu que l’experiment és com llançar una moneda: si es fa prou vegades, el nombre de desintegracions en electrons i muons ha de ser molt semblant. Els experiments, però, no diuen el mateix.

“L’any passat ja vam veure resultats en aquesta línia i aquest any esperem veure’n més”, explica Matias. “Ja fa temps que veiem que hi ha una preferència per la desintegració en electrons i no sabem per què”, confirma Eugeni Grangés, investigador principal de la Universitat de Barcelona en l’experiment LHCb, que és la font dels resultats. Quan un experiment no quadra amb les prediccions teòriques, el primer que fan els físics és mirar si es tracta d’una fluctuació estadística. Si es tira una moneda a l’aire 6 vegades i s’obtenen 2 cares i 4 creus, no vol dir que hagin de sortir sempre més creus. La proporció de 4 a 2 és una fluctuació provocada per un nombre baix de llançaments, que s’atenua quan la moneda es llança milions de vegades. Els resultats d’acumular dades a gran escala són el que acaba de publicar el CERN. “Totes aquestes dades no només han confirmat la discrepància, sinó que l’han fet encara més significativa”, diu Grangés.

Una qüestió de sigmes

“Per assegurar que no es tracta de fluctuacions estadístiques, som molt estrictes”, apunta Matias. Els físics fan servir un paràmetre anomenat sigma per mesurar si les discrepàncies entre experiments i teoria són rellevants. Aquests nous resultats tenen 3,1 sigmes, cosa que vol dir que la probabilitat que siguin una mera fluctuació és d’1 entre 1.000. Això, que es consideraria definitiu en molt àmbits de la vida, en física no ho és. Se’n diu (“només”) evidència. Per dir-ne descobriment, cal una probabilitat d’1 entre 3,5 milions, com l’obtinguda quan es va proclamar el descobriment del bosó de Higgs el 2012. “Som escèptics perquè som científics, però a mesura que fem més experiments veiem que la discrepància es manté”, assegura Grangés, que revela també que al CERN han acordat mostrar-se “cautelosament excitats” per aquests resultats davant dels periodistes.

“Estem veient les puntes de l’iceberg d’una nova física”, considera Matias. “Al principi estàvem sols en això, però ara cada vegada hi ha més propostes teòriques per explicar aquests resultats”, afegeix. Una de les candidates més ben posicionades per donar-hi resposta és una nova partícula coneguda com a leptoquark, que seria responsable que la desintegració del quark beauty es decantés més cap als electrons. Si experiments futurs en confirmessin l’existència, “seria la primera vegada que es descobreix una partícula no predita pel model estàndard”, explica Matias. I això seria molt diferent que descobrir el Higgs, que estava predit per la teoria. Més que trobar l’última peça d’un puzle, com va significar el Higgs, seria com començar un puzle nou, més gran i desconegut. I els principis, sobretot si van en contra de l’ordre establert, sempre són apassionants.