Un
equipo de investigadores del proyecto LHCb, uno de los cuatro grandes
detectores del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN),
acaba de anunciar el hallazgo de una extraña partícula compuesta x cuatro
quarks "encanto" y nunca observada hasta ahora. El
descubrimiento fue presentado durante un reciente seminario en el propio CERN y
descrito en un artículo q aparece hoy mismo en el servidor de
prepublicaciones ArXiv. Los investigadores creen q se trata
de la primera de una clase de partículas totalmente nueva y desconocida hasta
la fecha
El
hallazgo ayudará a comprender mejor los quarks, q son los componentes
fundamentales de toda la materia. Los quarks, en efecto, se unen para formar
otras partículas, los hadrones, entre las q se incluyen los protones y los
neutrones. El nuevo descubrimiento servirá a los científicos para comprender
mejor las formas en q los quarks se unen para dar forma a la realidad q nos
rodea
X
el momento, se conocen seis tipos de quarks diferentes, q los científicos
han clasificado x sus "sabores": quark fondo, quark abajo, quark
arriba, quark cima, quark extraño y quark encanto. Las combinaciones entre
quarks de varios sabores dan como resultado las diferentes partículas q
constituyen la materia
Generalmente,
los quarks se combinan en grupos de dos y de tres para formar hadrones.
Durante décadas, sin embargo, los teóricos han predicho la existencia de
hadrones formados x cuatro y cinco quarks (tetraquarks y pentaquarks)
y durante los últimos años varios experimentos, entre los q se incluye el LHCb,
han confirmado la existencia de varios de estos hadrones exóticos
Esta
clase de extrañas partículas hechas de combinaciones poco corrientes de quarks
son un auténtico regalo para los investigadores, q ponen a prueba en ellas las
cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza: electromagnetismo,
gravedad, interacción fuerte (responsable de la cohesión de los núcleos
atómicos) e interacción débil (responsable de la radiactividad). En
especial, un conocimiento detallado de la interacción fuerte resulta esencial
para determinar si los procesos nuevos e inesperados, como esta partícula,
forman parte de la física estándar o si, x el contrario, son el atisbo de una
física completamente nueva, algo q los científicos buscan desesperadamente
"Las
partículas formadas x cuatro quarks ya resultan exóticas, (explica Giovanni
Passaleva, portavoz saliente del LHCb). Y la q acabamos de descubrir es la
primera formada x cuatro quarks pesados del mismo tipo, concretamente dos
quarks encanto y dos antiquarks encanto. Hasta ahora, el LHCb y otros
experimentos solo habían observado tetraquarks con dos quarks pesados como
máximo y ninguno con más de dos quarks del mismo tipo"
Para Chris
Perkes, de la Universidad de Manchester y portavoz entrante de la colaboración
LHCb, "el descubrimiento de hoy abre un capítulo emocionante en este libro
científico, permitiéndonos estudiar nuestras teorías sobre las partículas q
forman la materia en un caso extremo. Esta nueva partícula es un caso extremo:
un hadrón exótico, q contiene cuatro quarks en lugar de los dos o tres
habituales, y el primero q contiene quarks pesados. Estudiar un sistema extremo
como este permite a los científicos poner a prueba la resistencia de nuestras
teorías. A través del estudio de esta partícula, y con la esperanza de
descubrir más partículas de esta clase en el futuro, probaremos nuestra teoría
de cómo se combinan los quarks, q también gobierna a los protones y
los neutrones"
El
equipo del LHCb encontró el nuevo tetraquark utilizando la técnica de buscar un
exceso de eventos de colisión en el acelerador, un "pico" sobre el
fondo liso de eventos. Examinando los conjuntos de datos del LHCb obtenidos
durante sus dos etapas de actividad, entre 2009 y 2013 y entre 2015 y 2018, los
investigadores detectaron un aumento en la distribución de masa de partículas q
era consistente con un quark encanto y un antiquark encanto
El
pico detectado tiene una significación estadística superior a cinco sigma,
el umbral de certeza a partir del cual se puede anunciar oficialmente el
descubrimiento de una nueva partícula, y corresponde a una masa en la q se ha
predicho la existencia de partículas compuestas x cuatro quarks encanto
A
pesar de todo, igual q sucede con otros descubrimientos de tetraquarks, aún no
está del todo claro si la nueva partícula es realmente un "nuevo
tetraquark", es decir, un sistema de cuatro quarks estrechamente unidos, o
si x el contrario se trata de dos partículas formadas x dos quarks cada una y
unidas de forma más débil, en una estructura similar a la de una molécula
Si
estamos ante el primer caso, podríamos estar a las puertas de una nueva física,
más allá de todo lo conocido…
