La megaestructura tecnológica que puede probar que hay más de 3 dimensiones en el universo
Científicos han encontrado una manera para probar una de las teorías más sorprendentes de la física: la existencia de otras dimensiones que explicarían cómo funciona todo el cosmos
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Un equipo de investigadores se ha propuesto demostrar que el universo puede tener más de tres dimensiones usando el Experimento Subterráneo de Neutrinos (DUNE). El DUNE es un acelerador de partículas de cerca de 1.300 kilómetros de largo situado entre los estados norteamericanos de Illinois y Dakota del Sur. Según los científicos, el nuevo acelerador de partículas puede detectar a los escurridizos neutrinos y probar de una vez por todas cómo estas dimensiones ocultas pueden estar influyendo en cómo funciona la física.
DUNE está todavía en construcción, pero cuando esté finalizado (se estima que en 2030) será un aparato ideal para estudiar las oscilaciones de los neutrinos. Estas diminutas partículas tienen una masa miles millones de veces menor que la de un electrón y son conocidas como partículas fantasma por su capacidad para transformarse y viajar por el espacio sin interactuar con otras partículas.
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"En este experimento, los neutrinos se generan en un acelerador de partículas del Fermilab [en Illinois], recorren una distancia de 1.300 kilómetros y se observan en un enorme detector subterráneo en Dakota del Sur", explica a Live Science Mehedi Masud, profesor de la Universidad Chung-Ang de Corea del Sur y coautor del estudio publicado recientemente en la revista Journal of High Energy Physics.
Un universo de múltiples dimensiones
Los investigadores creen que el enigmático comportamiento de los neutrinos podría explicarse si existieran dimensiones espaciales extra a una escala de micrómetros (millonésimas partes de un metro), en lugar de las tres dimensiones que ya conocemos. Aunque esa escala es muy pequeña para nosotros, no lo es para los neutrinos que, al ser partículas subatómicas, se mueven en escalas de femtómetros (una cuatrillonésima parte de un metro).
"La teoría de las grandes dimensiones adicionales, propuesta por primera vez por Arkani-Hamed, Dimopoulos y Dvali en 1998, sugiere que nuestro espacio tridimensional familiar está incrustado en un marco de dimensiones superiores" de cuatro o más dimensiones, explica Masud. "La principal motivación de esta teoría es explicar por qué la gravedad es mucho más débil que las demás fuerzas fundamentales de la naturaleza. Además, la teoría de las grandes dimensiones extra ofrece una explicación potencial del origen de las diminutas masas de neutrinos, un fenómeno que sigue sin explicarse dentro del Modelo Estándar de la física de partículas.”
Detectar neutrinos con DUNE
El equipo cree que los neutrinos detectados por DUNE podrían ayudarles a descubrir al menos una nueva dimensión en el universo. Los efectos de una dimensión adicional vienen determinados principalmente por su tamaño, ya que la dimensión extra influye en las probabilidades de oscilación de los neutrinos.
“Simulamos varios años de datos de neutrinos del experimento DUNE utilizando modelos computacionales”, explica Masud. “Analizando los efectos de baja y alta energía de las grandes dimensiones extra en las probabilidades de oscilación de los neutrinos, evaluamos estadísticamente la capacidad de DUNE para restringir el tamaño potencial de estas dimensiones extra, suponiendo que existan en la naturaleza”.
Cuando DUNE lleve varios años de funcionamiento, los datos obtenidos serán lo suficientemente amplios para realizar un análisis exhaustivo de la teoría de las grandes dimensiones adicionales. Esto, además, les ayudará a desentrañar varias cuestiones fundamentales de la física de neutrinos, como su jerarquía de masas, los parámetros precisos que rigen la oscilación y el papel que pueden haber desempeñado en la creación del desequilibrio materia-antimateria en el universo.
"En el futuro, la incorporación de otros tipos de datos podría ajustar aún más estos límites superiores, haciendo más plausible el descubrimiento de grandes dimensiones adicionales, en caso de que existan en la naturaleza", dice Masud. "Más allá de ser una vía apasionante para la nueva física, la posible presencia de grandes dimensiones adicionales también podría ayudar a DUNE a medir las incógnitas estándar de la física de neutrinos con mayor precisión, libre de la influencia de efectos no contabilizados".
Un equipo de investigadores se ha propuesto demostrar que el universo puede tener más de tres dimensiones usando el Experimento Subterráneo de Neutrinos (DUNE). El DUNE es un acelerador de partículas de cerca de 1.300 kilómetros de largo situado entre los estados norteamericanos de Illinois y Dakota del Sur. Según los científicos, el nuevo acelerador de partículas puede detectar a los escurridizos neutrinos y probar de una vez por todas cómo estas dimensiones ocultas pueden estar influyendo en cómo funciona la física.