El 13 de enero de 2025, científicos del CERN anunciaron un descubrimiento revolucionario sobre la dispersión luz-luz, un fenómeno predicho por la física cuántica. Esta investigación tiene implicaciones significativas para nuestra comprensión del electromagnetismo y la búsqueda de nuevas partículas.
Normalmente, cuando dos haces de luz se cruzan, sus fotones pasan uno a través del otro sin interactuar. Sin embargo, en condiciones específicas, los fotones pueden interactuar, creando partículas cargadas temporales que se aniquilan de nuevo en fotones. Este evento raro, conocido como dispersión luz-luz, fue teorizado por pioneros como Enrico Fermi y Richard Feynman y es crucial para probar la electrodinámica cuántica (QED).
La colaboración CMS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) aisló con éxito 26 instancias de dispersión luz-luz en colisiones de plomo-plomo, superando con creces los eventos de fondo esperados. Esta observación, con una significancia estadística de cinco desviaciones estándar, confirma que tales interacciones pueden ocurrir en colisionadores, reforzando la validez del Modelo Estándar de la física de partículas.
Aparte de validar teorías existentes, estos hallazgos abren caminos para explorar nuevas partículas que interactúan principalmente con fotones, como las partículas similares a axiones (ALPs). Los resultados de CMS proporcionan restricciones sobre la masa y el acoplamiento de estas partículas hipotéticas, guiando potencialmente futuras búsquedas en la física de partículas.
A medida que el LHC continúa generando más datos, las mejoras en el detector CMS, incluido un nuevo calorímetro de alta granularidad, facilitarán investigaciones más profundas sobre la dispersión luz-luz y sus implicaciones para la física teórica y experimental.