Los físicos de la Universidad de California en Santa Bárbara han llevado la búsqueda de agujeros negros microscópicos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) a un nuevo territorio, y, como manda la tradición en la física de partículas, no encontraron nada. Lo cual, se apresuran a añadir, sigue siendo algo.

Estos agujeros negros hipotéticos serían extraordinariamente pequeños y efímeros. Si pudieran producirse en el LHC, su existencia podría ayudar a los físicos a abordar algunas de las preguntas más profundas sin responder sobre el espacio-tiempo y la gravedad. La búsqueda también dio a los investigadores la oportunidad de probar una nueva técnica para encontrar partículas raras y previamente desconocidas, porque para qué desperdiciar un resultado nulo perfectamente bueno.

"Si hubiéramos encontrado evidencia, podríamos haber comenzado a estudiar directamente la gravedad cuántica", dijo Tamas Vami, investigador del experimento Solenoide Compacto de Muones (CMS) que realiza su trabajo postdoctoral bajo la dirección del profesor de física de UCSB Joe Incandela. "Es un paso hacia la unificación de todas las fuerzas fundamentales conocidas, que ha sido un objetivo de los físicos durante más de un siglo". Así que, sin presión.

La búsqueda no descubrió evidencia de agujeros negros cuánticos. Pero en la física de partículas, no detectar algo puede seguir proporcionando información importante al descartar dónde podría existir, una disciplina construida casi enteramente sobre el equivalente científico de mirar debajo del sofá.

"No es un callejón sin salida", dijo la investigadora graduada del Laboratorio Incandela, Danyi Zhang. "El resultado es un límite de exclusión, que es una declaración real y publicable: 'Si esta cosa existiera con estas propiedades, la habríamos visto. No la vimos, así que podemos descartarla aquí'. Eso es conocimiento genuino sobre cómo funciona el universo". Conocimiento genuino, entregado en forma de encogimiento de hombros a un rango de energía muy específico.

Uno de los principales enigmas de la física fundamental implica la enorme diferencia entre la escala del universo que experimentamos y la escala de Planck, la escala de energía fundamental asociada con la gravedad cuántica. Algunos físicos han propuesto que una nueva física o una simetría no descubierta podría explicar esta diferencia. Crucialmente, algunos de esos efectos podrían aparecer en niveles de energía que el LHC puede alcanzar.

Años de experimentos ya han eliminado muchas posibilidades teóricas, y la continua ausencia de señales claras de nueva física en el LHC se ha convertido en un desafío importante para los investigadores. Pero situaciones similares han ocurrido antes. Los períodos en los que las teorías existentes luchaban por explicar las observaciones a veces han llevado a marcos radicalmente nuevos, incluida la teoría de la relatividad de Einstein. Por esa razón, los investigadores dicen que los resultados nulos son una parte importante del progreso científico. Cada uno reduce el número de posibilidades viables y ayuda a determinar dónde deberían buscar los experimentos futuros. Es, esencialmente, el juego de Marco Polo más caro del mundo.

Los resultados de Vami y Zhang se publican en la revista Progress in High Energy Physics (PHEP).

La posibilidad de producir agujeros negros en el LHC surgió hace aproximadamente dos décadas. Los físicos propusieron que si se concentrara suficiente energía en una región extremadamente pequeña, y si existieran dimensiones espaciales extra (que ya son requeridas en la teoría de cuerdas), entonces podrían formarse agujeros negros cuánticos durante los billones de colisiones protón-protón creadas por el acelerador.

Estos objetos no se parecerían en nada a los enormes agujeros negros astrofísicos que se encuentran en todo el universo.

"No durarían mucho tiempo; si hicieras uno, se desintegraría inmediatamente", dijo el teórico de física de UCSB Steven Giddings, experto en las implicaciones paradójicas de combinar la mecánica cuántica con la gravedad, y uno de los pocos científicos en ese momento que propuso que bajo ciertas condiciones estos diminutos vacíos en el espacio-tiempo podrían existir.

Cuando los científicos discutieron por primera vez la posibilidad, la idea fue ampliamente malinterpretada. Las preocupaciones públicas se centraron en la posibilidad de que el LHC pudiera crear agujeros negros estables, aunque los agujeros negros cuánticos