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Eran pocos y parió el hadrón


Guillermo Carlos Vilanova Arroyo – Madrid 11/04/2014

Los investigadores del Large Hadron Collider (LHC), en Ginebra, han detectado un hadrón con 4 quarks, una partícula nunca antes encontrada que revoluciona el sistema tradicional.

Este jueves, investigadores del centro análitico LHCb del CERN han anunciado los resultados de un experimento comenzado en 2008, que demuestran la existencia de un nuevo tipo de materia que no puede clasificarse bajo el modelo estándar.

Esta partícula es un hadrón tetraquark, sobre el que se había especulado con su existencia desde 1960, pero que no había podido ser identificado hasta la fecha, y que el jueves se ha bautizado como la partícula Z(4430).

Los átomos están constituidos por un núcleo de protones y neutrones, rodeados por una nube de electrones. El término “hadrón” se refiere a las partículas que asociamos con la materia, más notablemente los protones y neutrones, y son partículas que participan en la interacción fuerte que une a los protones en el núcleo de los átomos. Por definición, todos los hadrones están constituídos por quarks, y dependiendo de la cantidad de quarks que posean, serán mesones o bariones.

Por ejemplo, los bariones, como los protones y los neutrones, están compuestos por 3 quarks, mientras que los mesones están compuestos por 2 quarks. A su vez, los quarks se pueden calsificar en quarks y en anti-quarks.

La nueva partícula

La Z(4330) tiene la particularidad de estar compuesta por 4 quarks, 2 quarks y 2 anti-quarks. Hay que añadir que los modelos Estándar y Quántico no predicen semejante compuesto (solo predicen hadrones con la doble o triple interacción de quarks), y es por eso por lo que es remarcable.

Sin embargo, lejos de romper el paradigma actual, estos resultados vienen con una base teórica desde que se especulara con la Z(4430) en 1960, produciendo nuevos datos que deberán ser acomodados, modificando los modelos actuales con la nueva información del LHCb.

Resultados veraces

La forma con la que se experimenta en un colisionador de hadrones consiste, simplemente, en aceleran partículas subatómicas a velocidades próximas a la luz para que choquen entre sí, y una vez colisionan, se recogen los resultados, en base a la expulsión de nuevas partículas y a los restos, para extraer nueva información.

En 2008, la Belle Collaboration, en Japón, mostró observaciones de una partícula exótica con cuatro quarks, estudiando la distribución de masa de la desintegración de mesones B con una vercidad de 5.2 sigma.

Las pruebas de LHCb son mucho más detalladas y confirman de manera abismal la existencia de la partícula. Se analizaron más de 25.000 desintegraciones de mesones B, seleccionados de la colisión de 180 billones de colisiones entre protones en la máquina del CERN.

En palabras de Pierluigi Campana, portavoz del LHCb, “la significante señal de la Z(4430) es asombrosa, de al menos 13.9 sigma, confirmando la existencia de este tipo de materia”. Esta probabilidad ofrece un margen de error de 10-44.

 

Fuente de la imagen: CERN

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