Un equipo de científicos ha llevado a cabo un experimento pionero en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más potente del mundo, para investigar si el top quark, la partícula elemental más pesada conocida, siempre se ajusta a los principios de la teoría de la relatividad especial de Einstein. En particular, el enfoque del estudio se centró en la simetría de Lorentz, un principio fundamental que sostiene que las leyes de la física son las mismas para todos los observadores en movimiento uniforme.
El experimento se realizó utilizando el detector Compact Muon Solenoid (CMS) del LHC, donde los investigadores buscaban evidencias de posibles violaciones de la simetría de Lorentz en la producción de pares de top quarks. Este análisis es crucial, ya que algunas teorías sugieren que, a energías extremadamente altas, la relatividad especial podría no ser aplicable, lo que implicaría que las observaciones experimentales podrían depender del marco de referencia del observador y de la orientación del experimento en el espacio-tiempo.
Investigación sobre los quarks
Los quarks son las partículas fundamentales que componen los protones y neutrones. De los seis tipos de quarks existentes, el top quark es el más pesado, con una masa comparable a la de un átomo de oro. Los investigadores del CMS asumieron que si las colisiones de protones a velocidades cercanas a la de la luz en el LHC dependieran de la orientación, la tasa de producción de pares de top quarks variaría con la hora del día. Esto se debe a que, a medida que la Tierra rota, la dirección de los haces de protones cambia, lo que podría afectar la dirección de los quarks generados durante las colisiones.
Sin embargo, tras analizar los datos de la segunda fase del LHC, que se llevó a cabo entre 2015 y 2018, el equipo no encontró evidencias de desviaciones en la producción de top quarks en función del tiempo. Esto sugiere que no se observaron violaciones a la simetría de Lorentz, lo que refuerza la validez de la teoría de la relatividad de Einstein en el contexto de las energías alcanzadas en el LHC. Aunque este resultado es tranquilizador para la física moderna, se espera que futuras investigaciones en la tercera fase del LHC, que comenzó en 2022, puedan ofrecer nuevas perspectivas sobre este enigmático aspecto del universo.
