El kaón es una partícula longeva según los estándares del micromundo: vive milmillonésimas de segundo antes de descomponerse en partículas más ligeras. En el experimento KOTO en Japón se capturan las variantes más raras de esta desintegración. Una de ellas es cuando el kaón se convierte en dos piones neutros y una partícula X adicional, que inmediatamente se desintegra en dos fotones (partículas de luz).
El modelo estándar, el mejor mapa actual del mundo de las partículas elementales, no predice tal partícula X. Pero su existencia es admitida por teorías que intentan explicar por qué en nuestro universo hay tanta materia y casi nada de antimateria. La partícula X podría ser similar a un axión: ligera, casi esquiva, como un fantasma que atraviesa las paredes de materia ordinaria.
Los físicos analizaron los datos recopilados en 2021. Buscaron rastros de X en el rango de masas de 160 a 220 MeV (aproximadamente 200–300 veces más pesado que el electrón). En la región donde debería aparecer la señal, se encontraron tres eventos. Dos de ellos se ubicaron juntos, como apuntando a una masa de unos 177 MeV. Pero tres eventos son demasiado pocos para reclamar un descubrimiento: tal aumento podría ser una fluctuación aleatoria, un juego de la estadística.
Por lo tanto, el resultado se presentó como límites superiores: la probabilidad de desintegración del kaón con producción de X no supera (1–20)×10⁻⁷ dependiendo de la masa de la partícula. Esto significa que en mil millones de kaones desintegrados no hay más de uno o dos cientos de tales eventos. Además, por primera vez se buscó la desintegración del kaón en dos piones y dos fotones sin partícula intermedia, y no se encontró ningún evento, estableciendo un límite de 1.69×10⁻⁶.
El siguiente paso es acumular más datos. Si la partícula con una masa de unos 177 MeV realmente existe, se manifestará en nuevas porciones de desintegraciones. Por ahora, esto se asemeja a una huella en la arena: tal vez la dejó una bestia desconocida, o tal vez el viento.
El kaón neutro puede transformarse en su antipartícula y viceversa; este fenómeno se llama oscilación. Gracias a él, los físicos demostraron por primera vez que en las desintegraciones de kaones se viola la simetría entre materia y antimateria.
Los axiones y partículas similares son un motivo favorito de la ciencia ficción: en la novela de Greg Egan 'La escalera de Schild', son precisamente las partículas exóticas las que permiten viajar entre mundos.