Los físicos de la UC Santa Barbara han llevado la búsqueda de agujeros negros cuánticos más a fondo en los datos que emanan del Gran Colisionador de Hadrones, o LHC, de la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como CERN. La búsqueda se centra en agujeros negros microscópicos que se forman brevemente cuando las partículas colisionan a casi la velocidad de la luz.
Estos diminutos y efímeros objetos representan uno de los caminos que los teóricos han tomado para corregir problemas en nuestra comprensión de la forma básica del espacio-tiempo. El método utilizado para buscarlos también abre una nueva vía para buscar nuevas partículas.
Qué son los agujeros negros cuánticos
Los agujeros negros cuánticos son partículas hipotéticas que podrían formarse cuando dos partículas colisionan con energía suficientemente alta. Su existencia indicaría que la gravedad se comporta de manera diferente a escalas extremadamente pequeñas de lo que permiten las teorías actuales.
Por qué el CERN es importante
El LHC se encuentra fuera de Ginebra, Suiza, y acelera protones a casi la velocidad de la luz antes de hacerlos chocar entre sí. Esas colisiones producen una lluvia de partículas, algunas de las cuales nunca antes se habían visto. El equipo de la UCSB examina esos datos en busca de patrones que podrían indicar un agujero negro cuántico.
«La formación de estos diminutos y efímeros objetos en el LHC representa una de las formas en que los teóricos han buscado resolver anomalías en nuestra comprensión de la estructura básica del espacio-tiempo».
Cómo funciona la búsqueda
El método utilizado en la UCSB trata el agujero negro como una firma en lugar de una medición directa. En vez de encontrar el agujero negro en sí, los investigadores buscan las partículas en las que se desintegra después de la colisión. Ese patrón de desintegración llevaría información sobre la masa y la estructura del agujero negro.
El enfoque es nuevo porque aplica un marco estadístico novedoso a los datos del colisionador.
Qué significa la ampliación
Ampliar la búsqueda significa aplicar el mismo método a más datos. El equipo de la UCSB ha aplicado el método a un conjunto de datos más grande. Esa ampliación aumenta la posibilidad de detectar una señal.
El beneficio podría ser enorme. Encontrar un agujero negro cuántico requeriría reescribir partes de la física fundamental. También demostraría que el colisionador puede detectar señales producidas por procesos mucho más allá del Modelo Estándar.
Los límites de la búsqueda
La búsqueda enfrenta límites reales. Detectar un agujero negro cuántico requiere distinguirlo del ruido de fondo de las colisiones normales. Cuantos más datos recopilan los científicos, más difícil se vuelve esa tarea.
También está la cuestión de la escala. Incluso si existe un agujero negro cuántico, podría formarse con demasiada poca frecuencia para ser visto en cualquier cantidad práctica de datos.
Qué sucede después
Cada nuevo lote de colisiones se suma al tamaño de la muestra, aumentando las probabilidades de captar una señal.
Si no aparece nada, el resultado sigue siendo útil. Reduce el rango de energías donde podrían existir agujeros negros cuánticos, lo que ayuda a guiar experimentos futuros.
| Evento | Ubicación |
|---|---|
| Aceleración de protones | LHC, cerca de Ginebra, Suiza |
| Colisiones de partículas | LHC |
| Análisis de datos | UCSB |
La búsqueda continúa.
Material de origen: “Physicists extend the search for quantum black holes at the LHC”, Phys.org.
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