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El CERN halla una partícula subatómica que no encaja en el esquema tradicional

El experimento LHCb, que se desarrolla en el CERN (Ginebra, Suiza), ha demostrado definitivamente la existencia de un hadrón exótico, que a diferencia de lo que es habitual, no está formado por dos ni por tres quarks, sino al menos por cuatro, en concreto dos quarks y dos antiquarks. Los resultados confirman experimentos anteriores, pero con una evidencia abrumadora.

El CERN halla una partícula subatómica que no encaja en el esquema tradicional

Los hadrones o partículas formadas por quarks, la materia que compone los átomos y a nosotros mismos, se clasifican en dos tipos: bariones (formados por tres quarks, como el protón y el neutrón del núcleo del átomo) y mesones (formados por un par quark-antiquark, su antipartícula).

Sin embargo, la colaboración LHCb del CERN (Ginebra, Suiza) ha encontrado una evidencia incontrovertible de que existe una partícula, llamada Z(4430), con una masa aproximadamente cuatro veces la del protón, que tiene al menos cuatro quarks, dos quarks y dos antiquarks para ser exactos. Es decir, que no encaja en el esquema tradicional.

La evidencia hecha pública ayer miércoles confirma un resultado anterior del experimento Belle (2008), pero ahora con una evidencia abrumadora. Los investigadores de LHCb han analizado más de 25.000 desintegraciones de mesones B, y los datos indican que Z(4430) se trata de un estado cuántico, una partícula verdadera, con un nivel de significancia estadística cercano a 14 sigma (la evidencia de que se trata de una verdadera observación y no el resultado de algún error en la medida).

Como explica Bernardo Adeva, investigador de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) participante en el experimento LHCb, en la nota de prensa del Centro nacional de física de Partículas (CPAN), se han encontrado evidencias «de nuevas formas de agregación de la materia, estados ‘moleculares’ constituidos por quarks más complejos de los que hasta ahora se conocían, que algunos denominan tetraquarks. Dos de los quarks que componen este nuevo estado son del tipo charm (encanto, en inglés)».

«El resultado tiene gran importancia en el estudio de la cromodinámica cuántica (QCD), que estudia las interacciones fuertes o nucleares», continúa el investigador. La fuerza fuerte es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, que permite que el núcleo atómico se mantenga unido.

Aspectos nuevos

«Existían algunas conjeturas sobre la existencia de este tipo de estados exóticos«, añade. Aunque el hallazgo no rompe con la teoría de QCD, revela aspectos de la teoría que ahora sabemos no son puramente especulativos, e impulsa enormemente la investigación teórica en esta dirección».

En este sentido, atendiendo a la relativamente elevada masa de este estado (del orden de la de un núcleo ligero), y a pesar de que no se trate de un barión (los núcleos del átomo están hechos de bariones: protones y neutrones), «el hallazgo concierne también al campo de la física nuclear o hadrónica».

La colaboración LHCb está formada por 670 científicos de 65 instituciones y 15 países, entre ellos España. Además de investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela, participan científicos de la Universidad de Barcelona y la Universidad Ramón Llull. Recientemente se han incorporado a la colaboración investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV). La participación española en el LHC se coordina y promueve desde el CPAN (Centro nacional de física de Partículas, Astropartículas y Nuclear).

RedacciónT21

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