Los físicos han confirmado la existencia de una nueva partícula subatómica, un tipo de barión que contiene dos quarks “charm” junto a un quark “down”. Este descubrimiento, realizado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Ginebra, Suiza, amplía nuestra comprensión de los componentes fundamentales de la materia y las fuerzas que los gobiernan.
Los componentes básicos de la materia
Los átomos están compuestos de protones y neutrones, que a su vez están formados por partículas aún más pequeñas llamadas quarks. Hay seis “sabores” de quarks: arriba, abajo, encantador, extraño, inferior y superior. Los quarks más pesados, como el charm, son mucho menos comunes en la materia cotidiana, pero son cruciales para comprender la fuerza nuclear fuerte.
¿Qué hace que esta partícula sea única?
La partícula recién descubierta es un barión doblemente encantado, lo que significa que contiene dos quarks charm en lugar de los habituales quarks up que se encuentran en los protones. Esta sustitución aumenta significativamente su masa, aproximadamente cuatro veces la de un protón. La partícula, denominada barión, consta de tres quarks, lo que la clasifica como hadrón, una familia más amplia de partículas formada por quarks.
El experimento LHCb, uno de los nueve detectores del LHC, detectó la nueva partícula durante colisiones de protones de alta energía. Cuando los protones chocan a más del 99% de la velocidad de la luz, su energía se transforma en nuevas partículas que se descomponen rápidamente en formas más ligeras. Este descubrimiento marca el hadrón número 80 observado en el LHC desde que comenzaron los experimentos.
Por qué esto importa: la fuerza fuerte
El descubrimiento de estas partículas exóticas ayuda a los físicos a explorar la fuerza fuerte, la fuerza fundamental más poderosa pero menos comprendida de la naturaleza. Esta fuerza une a los quarks dentro de los hadrones, y comprenderla requiere desentrañar las complejidades de la cromodinámica cuántica (QCD).
“Encontrar este tipo de partículas ayuda a enseñar a los físicos sobre la fuerza fuerte, que es la fuerza más poderosa de la naturaleza y une a los hadrones”.
El barión recién descubierto es sólo el segundo que se observa con dos quarks pesados. El anterior, encontrado en 2017, contenía dos quarks charm y un quark up. La nueva partícula es aún menos estable y se desintegra seis veces más rápido. Estas vidas cortas dificultan la detección, pero proporcionan datos vitales sobre cómo opera la fuerza fuerte.
El descubrimiento fue anunciado en la conferencia de física de partículas Moriond en Italia, destacando los continuos avances en la física de alta energía y nuestra creciente capacidad para sondear los secretos más profundos del universo.
Esta investigación es esencial para probar el modelo estándar de física de partículas y perfeccionar nuestra comprensión de cómo surgen la masa y otras propiedades en partículas compuestas como los bariones. Las actualizaciones del LHC en 2023 ya han producido esta nueva partícula, lo que sugiere nuevos descubrimientos por venir.
