El detector de partículas LHCb, instalado en el LHC de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha observado un tipo de partícula de cuatro quarks nunca antes vista. Es probable que el descubrimiento, presentado en un seminario reciente en el CERN y descrito en un documento publicado este miércoles en el servidor de preimpresión ‘arXiv’, sea el primero de una clase de partículas previamente no descubierta.

El hallazgo ayudará a los físicos a comprender mejor las complejas formas en que los quarks se unen en partículas compuestas como los ubicuos protones y neutrones que se encuentran dentro de los núcleos atómicos.

Los quarks generalmente se combinan en grupos de dos y tres para formar partículas llamadas hadrones. Sin embargo, durante décadas, los teóricos han predicho la existencia de hadrones de cuatro quarks y cinco quarks, que a veces se describen como tetraquarks y pentaquarks.

En los últimos años, experimentos como el LHCb han confirmado la existencia de varios de estos hadrones exóticos. Estas partículas hechas de combinaciones inusuales de quarks son un “laboratorio” ideal para estudiar una de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas de la naturaleza, la fuerte interacción que une protones, neutrones y los núcleos atómicos que forman la materia.

El conocimiento detallado de la interacción fuerte también es esencial para determinar si los procesos nuevos e inesperados son un signo de nueva física o simplemente física estándar.

“Las partículas formadas por cuatro quarks ya son exóticas, y la que acabamos de descubrir es la primera formada por cuatro quarks pesados ??del mismo tipo, específicamente dos quarks c y dos antiquarks c”, dice Giovanni Passaleva, del LHCb. “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”, explica.

“Estas partículas pesadas exóticas proporcionan casos extremos, pero teóricamente bastante simples, para probar modelos que luego pueden usarse para explicar la naturaleza de las partículas de materia ordinaria, como los protones o los neutrones. Por lo tanto, es muy emocionante verlos aparecer en colisiones en el LHC por primera vez”, asegura por su parte el portavoz del LHCb, Chris Parkes.

Al igual que con los descubrimientos anteriores de tetraquarks, no está completamente claro si la nueva partícula es un “verdadero tetraquark”, es decir, un sistema de cuatro quarks estrechamente unidos, o un par de partículas de dos quarks unidas débilmente en una estructura similar a una molécula. De cualquier manera, el nuevo tetraquark ayudará a los teóricos a probar modelos de cromodinámica cuántica, la teoría de la interacción fuerte.

Fuente: europapress.es