Desviación en Isótopos de Calcio Sugiere Posible Quinta Fuerza Fundamental

A pesar del éxito del Modelo Estándar de la física, que no logra explicar fenómenos como la materia oscura, la búsqueda de nuevas interacciones fundamentales continúa. En este contexto, una colaboración internacional de científicos ha reportado indicios tentativos de una quinta fuerza fundamental a través del análisis de transiciones atómicas en isótopos de calcio, según una publicación de 2025 en la revista Physical Review Letters.

La investigación se centró en el estudio de las transiciones electrónicas en cinco isótopos de calcio: Ca-40, Ca-42, Ca-44, Ca-46 y Ca-48, cuyos recuentos de neutrones varían entre 20 y 28. El Modelo Estándar predice que al graficar el desplazamiento de estas transiciones en un diagrama de King, los puntos deberían mostrar una alineación estrictamente lineal. Los investigadores, que incluyen físicos de Alemania, Suiza y Australia, observaron una desviación sutil pero persistente de esta linealidad esperada al medir las transiciones.

Esta no linealidad observada es interpretada por los físicos como una posible señal de una fuerza adicional y débil que interactuaría específicamente entre electrones y neutrones. Si esta fuerza hipotética existe, se postula que es mediada por una partícula portadora, denominada bosón de Yukawa. El estudio de 2025 no solo identificó esta anomalía, sino que también estableció la restricción más rigurosa hasta la fecha sobre la intensidad y la masa potencial de esta partícula mediadora, estimando su masa en un rango que va desde aproximadamente 10 hasta 10 millones de electronvoltios (eV/c²).

Para validar o refutar estos indicios de física más allá del Modelo Estándar, el equipo internacional está profundizando su análisis a principios de 2026. Específicamente, están realizando la medición de una tercera transición energética en los mismos isótopos de calcio para construir una representación tridimensional del diagrama de King. Este enfoque busca separar con mayor claridad los efectos nucleares conocidos de cualquier influencia de una nueva interacción fundamental. La precisión alcanzada en estas mediciones es notable, con algunos experimentos determinando los desplazamientos de los niveles de energía con una exactitud de 100 milisegundos, un orden de magnitud superior a las mejores mediciones previas.

Aunque persiste la posibilidad de que la desviación sea un efecto del Modelo Estándar no contabilizado previamente, la consistencia de la no linealidad observada impulsa la búsqueda del bosón de Yukawa. La masa estimada de esta partícula hipotética es demasiado pequeña para ser detectada por métodos anteriores, pero ahora se encuentra dentro del alcance de las mediciones atómicas ultraprecisas que se están llevando a cabo.