Una de las metas clásicas de la física de partículas es comprobar si las combinaciones de quarks que predicen los modelos teóricos existen realmente en la naturaleza. El experimento LHCb, en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, anunció ahora la detección de un nuevo barión formado por dos quarks charm y un quark strange, una partícula que completa una familia buscada desde hace más de medio siglo.
Los quarks son componentes elementales de la materia y se agrupan para formar partículas compuestas. Los bariones, como el protón y el neutrón, están hechos de tres quarks. En este caso, la familia que interesaba a los físicos estaba formada por bariones con dos quarks charm, mucho más pesados que los quarks que dominan la materia ordinaria. Los teóricos habían previsto tres variantes posibles: una con un quark up, otra con un quark down y una tercera con un quark strange. Las dos primeras ya habían sido observadas por LHCb; faltaba esta última.
Según la descripción difundida por CERN, la señal apareció en datos tomados en 2024 durante colisiones protón-protón de alta energía. La nueva partícula vive apenas una fracción de milímetro antes de desintegrarse en otras más estables, así que no se la “ve” de forma directa. Lo que hace el experimento es reconstruir las trayectorias y los productos de esa desintegración para inferir que hubo una partícula previa con una masa característica, en este caso de alrededor de cuatro veces la masa de un protón.
El interés del hallazgo no está solo en completar una lista. Estos bariones permiten estudiar mejor la fuerza fuerte, la interacción que mantiene unidos a los quarks dentro de protones, neutrones y otras partículas compuestas. Como aquí conviven quarks de masas muy distintas, el sistema sirve como una especie de laboratorio natural para poner a prueba modelos de la cromodinámica cuántica, la teoría que describe esa fuerza. También muestra cuánto cambiaron las herramientas experimentales: pasar de miles de fotos en cámaras de burbujas a billones de colisiones registradas y analizadas de manera digital.
Conviene, de todos modos, no exagerar el alcance inmediato del resultado. El anuncio no implica una nueva tecnología ni un cambio en la vida cotidiana, y todavía queda trabajo para medir con más precisión propiedades como la masa y el tiempo de vida de esta partícula. Además, los físicos siguen buscando estados excitados de esta misma familia y otros bariones aún no observados. Aún así, completar una familia predicha desde hace décadas es una señal importante de que los modelos actuales siguen describiendo bien cómo se organiza la materia en su nivel más básico.
home.cern · Imagen acompañante del artículo fuente; atribución preservada · Fuente de imagen
Relacionadas por categoría
Ver masLos empujes raros de los quarks pesados podrían revelar el plasma primordial
Un cálculo teórico propone que los desvíos poco frecuentes de quarks pesados pueden aportar pistas sobre la estructura del plasma de quarks y gluones recreado en aceleradores.
Cuando las partículas se atraen, un hielo de espín artificial cambia sus reglas
Un experimento con esferas microscópicas muestra cómo la atracción y la forma de una red pueden producir orden colectivo o impedirlo.
Diez átomos ultrafríos para estudiar una regla de la antimateria
Un experimento con átomos de rubidio imita en miniatura cómo un campo eléctrico puede favorecer la creación de pares de partículas en un modelo cuántico.
Más de la misma fuente
Ver masCMS mide seis transformaciones raras de quarks y afina una prueba del Modelo Estándar
CMS analizó seis desintegraciones poco frecuentes de partículas con quark belleza. El patrón medido merece más estudio, pero no constituye una prueba de nueva física.
ATLAS halla evidencia de entrelazamiento entre bosones Z nacidos del Higgs
El experimento ATLAS midió correlaciones cuánticas entre dos bosones Z producidos en la desintegración de un bosón de Higgs en el LHC.
El LHC encuentra nuevas pistas del plasma primordial en choques de oxígeno
Las cuatro grandes colaboraciones del LHC detectaron nuevas señales de plasma de quarks y gluones en colisiones de oxígeno y neón, lo que sugiere que ese estado extremo puede surgir en sistemas más pequeños.
Más del mismo autor
Ver masCómo se instala Cryptosporidium en las células del intestino
Un estudio siguió paso a paso cómo Cryptosporidium se ancla a una célula intestinal y construye el límite desde el que obtiene recursos.
Partículas similares a virus mejoran la entrega de CRISPR en modelos de cerdo y pollo
Un estudio probó cápsulas microscópicas para llevar herramientas de edición genética a células, tejidos y embriones de cerdo y pollo. Aún no demuestra aplicaciones en animales vivos.
Un catalizador para modificar moléculas aromáticas en el punto preciso
Una nueva plataforma de paladio logra añadir grupos aromáticos a moléculas comunes y elegir con mayor precisión dónde ocurre la transformación.