En física teórica , la física de no partículas es una teoría especulativa que conjetura una forma de materia que no puede explicarse en términos de partículas utilizando el Modelo Estándar de física de partículas, porque sus componentes son invariantes de escala .
Howard Georgi propuso esta teoría en dos artículos de 2007, "Unparticle Physics" [1] y "Another Odd Thing About Unparticle Physics". [2] Sus artículos fueron seguidos por trabajos adicionales de otros investigadores sobre las propiedades y la fenomenología de la física de no partículas y su impacto potencial en la física de partículas , la astrofísica , la cosmología , la violación CP , la violación del sabor leptónico , la desintegración de muones , las oscilaciones de neutrinos y la supersimetría .
Todas las partículas existen en estados que pueden caracterizarse por una cierta energía , momento y masa . En la mayor parte del Modelo Estándar de la física de partículas, las partículas del mismo tipo no pueden existir en otro estado con todas estas propiedades escaladas hacia arriba o hacia abajo por un factor común: los electrones , por ejemplo, siempre tienen la misma masa independientemente de su energía o momento. Pero este no es siempre el caso: las partículas sin masa, como los fotones , pueden existir con sus propiedades escaladas por igual. Esta inmunidad a la escala se llama "invariancia de escala".
La idea de las no partículas surge de la conjetura de que puede haber "cosas" que no necesariamente tienen masa cero pero que aún son invariables en escala, con la misma física independientemente de un cambio de longitud (o equivalentemente de energía). Estas cosas son diferentes a las partículas y se describen como no partículas. Las no partículas son equivalentes a partículas con un espectro continuo de masa. [3]
No se ha observado este tipo de materia no particulada, lo que sugiere que, si existe, debe acoplarse débilmente con la materia normal a energías observables. Desde que el equipo del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) anunció que empezará a explorar una frontera de energías más altas en 2009, algunos físicos teóricos han comenzado a considerar las propiedades de la materia no particulada y cómo puede aparecer en los experimentos del LHC. Una de las grandes esperanzas para el LHC es que pueda llegar a algunos descubrimientos que nos ayuden a actualizar o reemplazar nuestra mejor descripción de las partículas que componen la materia y las fuerzas que las mantienen unidas.
Las no partículas tendrían propiedades en común con los neutrinos , que tienen una masa casi nula y, por lo tanto, son casi invariantes en cuanto a la escala . Los neutrinos apenas interactúan con la materia; la mayoría de las veces, los físicos pueden inferir su presencia solo calculando la energía y el momento "faltantes" después de una interacción. Al observar la misma interacción muchas veces, se construye una distribución de probabilidad que indica de manera más específica cuántos y qué tipo de neutrinos están involucrados. Se acoplan muy débilmente a la materia ordinaria a bajas energías, y el efecto del acoplamiento aumenta a medida que aumenta la energía.
Se podría utilizar una técnica similar para buscar evidencia de la existencia de partículas no formadas. Según la invariancia de escala, una distribución que contenga partículas no formadas se haría evidente porque se parecería a una distribución para un número fraccionario de partículas sin masa.
Este sector invariante de escala interactuaría muy débilmente con el resto del Modelo Estándar, lo que haría posible observar evidencia de materia no particulada, si es que existe. La teoría de la no particulada es una teoría de alta energía que contiene tanto los campos del Modelo Estándar como los campos de Banks-Zaks, que tienen un comportamiento invariante de escala en un punto infrarrojo. Los dos campos pueden interactuar a través de las interacciones de partículas ordinarias si la energía de la interacción es suficientemente alta.
Estas interacciones entre partículas parecen tener una energía y un momento "faltantes" que no serían detectados por el aparato experimental. Ciertas distribuciones distintas de energía faltante significarían la producción de materia no particulada. Si no se observan tales características, se pueden establecer límites en el modelo y refinarlos.
Se ha propuesto la física de no partículas como explicación de las anomalías en los materiales superconductores de cuprato, [4] donde la carga medida por ARPES parece superar las predicciones del teorema de Luttinger para la cantidad de electrones. [5]