Nuevo sistema de cinco partículas es descubierto en el Gran Colisionador de Hadrones

Una investigación publicada hoy en el repositorio de la Universidad de Cornell da cuenta del más reciente hallazgo del equipo científico internacional detrás del Gran Colisionador de Hadrones, GCH (en inglés Large Hadron Collider, LHC).

Se trata del descubrimiento de un nuevo sistema de cinco partículas, logrado en un solo análisis: cinco nuevos estados de una partícula observados a la vez.

Se encontró que las partículas estaban en estados excitados —tenían una energía más alta que la configuración mínima absoluta, su estado fundamental—. Ello se da cuando, por ejemplo, un átomo absorbe energía adicional —de un fotón, por ejemplo, o por calor o electricidad— y sus electrones se mueven a una velocidad diferente, producto de este aumento de energía, lo que puede devenir en la ionización del átomo, esto es, en su descomposición por la pérdida de electrones (si su excitación es tal que terminan desprendiéndose del átomo en cuestión). Se trata de estados metaestables, que se disipan con el tiempo, siendo el único estado realmente estable el estado fundamental.

Lo hallado en el GCH está referido a cinco estados de este tipo para una partícula llamada "Omega-c-cero" o Ωc0. Se trata de un barión, una partícula con tres quarks que se descompone a través de la interacción nuclear fuerte —la fuerza que une a los nucleones (protones y neutrones) que coexisten en el núcleo atómico, venciendo la repulsión electromagnética—en otro barión, llamado "Xi-c-plus" (Ξc +) y un kaón K-. Entonces la partícula Ξc + decae a su vez en un protón p, un kaon K- y un pion π +.

A partir del análisis de las trayectorias las partículas y de la energía dejada en el detector por todas las partículas en esta configuración final, el equipo rastreó cómo se dieron la desintegración de Ωc0 y sus estados excitados. Estos estados de partículas se denominan, de acuerdo con la convención estándar, Ωc (3000) 0, Ωc (3050) 0, Ωc (3066) 0, Ωc (3090) 0 y Ωc (3119) 0.

El siguiente paso será la determinación de los números cuánticos de estas nuevas partículas -números característicos utilizados para identificar las propiedades de una partícula específica- y la determinación de su significado teórico. Este descubrimiento contribuirá a comprender cómo los tres quarks constituyentes de la partícula original están unidos dentro de un barión y también a probar la correlación entre los quarks, lo que juega un papel clave en la descripción de estados multi-quark, como tetraquarks y pentaquarks. Con ello, la comprensión de nuevos y desconocidos estados de la materia. 

Hans Huerto

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