Predicen la existencia de un bosón para comprender la materia oscura

Utilizando datos de una serie de experimentos que condujeron al descubrimiento y la primera exploración del bosón de Higgs --la partícula que confiere masa a la materia-- en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en 2012, el grupo sudafricano estableció lo que llama la hipótesis Madala, en la descripción de un nuevo bosón, llamado bosón de Madala.

El experimento se repitió en 2015 y 2016, después de un paréntesis de dos años y medio de apagado del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN. Los datos facilitados por los experimentos del LHC en 2016, han corroborado las características de los datos que desencadenaron la hipótesis Madala en primer lugar.

"Sobre la base de una serie de características y peculiaridades de los datos facilitados por los experimentos en el LHC y archivos gestionados hasta finales de 2012, el Grupo HEP, en colaboración con científicos de la India y Suecia, formularon la hipótesis de Madala", ha afirmado el profesor Bruce Mellado, que dirige el grupo.

El equipo del proyecto Madala se compone de aproximadamente 35 estudiantes y jóvenes sudafricanos que actualmente contribuyen a la comprensión de los datos que salen de los experimentos del LHC, junto con las investigaciones fenomenológicas de teóricos tales Alan Cornell, Mukesh Kumar y Elias Sideras-Haddad (todos de la Universidad de Wits).

La hipótesis describe la existencia de un nuevo bosón y campo, similar al bosón de Higgs. Sin embargo, mientras en el modelo estándar de la física, el bosón de Higgs solamente interactúa con la materia, el bosón de Madala interactúa con la materia oscura, que representa aproximadamente un 27% del Universo.

"La física actual está en una encrucijada similar a los tiempos de Einstein y los padres de la mecánica cuántica --ha señalado Mellado-- La física clásica no pudo explicar una serie de fenómenos y, como resultado, necesitaba ser revolucionada con nuevos conceptos, tales como la relatividad y la física cuántica, lo que lleva a la creación de lo que hoy conocemos como la física moderna".

La teoría que sustenta la comprensión de las interacciones fundamentales de la naturaleza de la física moderna se conoce como el modelo estándar de la física. Con el descubrimiento del bosón de Higgs en el LHC en 2012, el modelo estándar de la física está ahora colmado. Pero este modelo es insuficiente para describir una serie de fenómenos, como la materia oscura.

El universo está hecho de energía y masa. La masa que podemos tocar, oler y ver, la masa que puede explicarse por el bosón de Higgs, representa sólo el 4% del presupuesto de masa-energía del Universo. El resto de la masa en el Universo simplemente se desconoce, aunque representa cerca de 27% del mundo que nos rodea. El siguiente gran paso para la física de las interacciones fundamentales ahora es comprender la naturaleza de la materia oscura en el Universo.

El descubrimiento del bosón de Higgs en el LHC ha abierto la puerta para más descubrimientos innovadores, tales como la observación de los nuevos bosones que están vinculados a las partículas y fuerzas desconocida. Estas nuevas partículas pueden explicar de dónde viene la materia desconocida en el Universo.