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Los físicos que observan los datos de la colaboración del Gran Colisionador de Hadrones (LHCb) en Ginebra han encontrado tres partículas “exóticas” nunca antes vistas, que se suman a la creciente lista de partículas subatómicas que los científicos saben que componen el universo.
Las partículas recién descubiertas -descritas en un seminario el martes- incluyen un pentaquark nunca antes visto y el primer par de tetraquarks que incluye un tipo completamente nuevo de tetraquark.
Situado en el subsuelo de la frontera franco-suiza, cerca de Ginebra, la colaboración LHCb es uno de los cuatro grandes experimentos del Gran Colisionador de Hadrones del Cern, especializado en el estudio de las pequeñas diferencias entre la materia y la antimateria mediante el estudio de los quarks.
Los quarks son partículas elementales y generalmente vienen en seis sabores – up, down, charm, strange, top y bottom – y tienen varias propiedades intrínsecas como la carga eléctrica, la masa y el spin.
Suelen combinarse en grupos de dos y tres para formar hadrones -los más estables son los protones y neutrones que forman los núcleos de los átomos- explican los científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como Cern.
Más raramente, los quarks también se combinan en partículas de cuatro y cinco quarks, o “tetraquarks” y “pentaquarks” para formar hadrones “exóticos”.
Aunque estas partículas exóticas se han teorizado en el pasado, hace unos 60 años, los investigadores dicen que han sido observadas por la colaboración del LHC y otros experimentos sólo relativamente en los últimos 20 años.
La mayoría de estos descubrimientos previos de hadrones exóticos en las últimas dos décadas han sido de tetraquarks o pentaquarks, dicen los científicos.
Las combinaciones de quarks en estos tetraquarks y pentaquarks encontrados anteriormente incluían en su mayoría un quark encanto y un antiquark encanto, siendo los dos o tres restantes un quark up, down o extraño o sus antiquarks.
Para cada sabor de quark, también hay antiquarks, que son antipartículas de quarks que difieren del quark sólo en algunas de sus propiedades, como la carga eléctrica, teniendo igual magnitud pero el signo opuesto.
En los últimos dos años, los investigadores han descubierto un tetraquark formado por dos quarks encanto y dos antiquarks encanto, y dos tetraquarks “encanto abierto” formados por un antiquark encanto, un quark up, un quark down y un antiquark extraño.
“Cuantos más análisis realizamos, más tipos de hadrones exóticos encontramos. Estamos asistiendo a un periodo de descubrimientos similar al de la década de 1950, cuando se empezó a descubrir un ‘zoo de partículas’ de hadrones que, en última instancia, condujo a la quark modelo de hadrones convencionales en la década de 1960. Estamos creando un ‘zoo de partículas 2.0′”, dijo el coordinador de física del LHCb, Niels Tuning, en un comunicado.
El año pasado, los investigadores también encontraron el primer caso de un tetraquark de “doble encanto abierto” con dos quarks encanto y un antiquark up y down.
“Encanto abierto significa que la partícula contiene un quark encanto sin un antiquark equivalente”, explicaron los científicos.
En los últimos descubrimientos, los científicos han descrito nuevos tipos de hadrones exóticos.
Uno de ellos es un pentaquark compuesto por un quark encanto y un antiquark encanto y un quark up, un down y un quark extraño, lo que supone el primer pentaquark encontrado que contiene un quark extraño.
Otro es un tetraquark doblemente cargado eléctricamente, que es un tetraquark encanto abierto compuesto por un encanto quark, un antiquark extraño, y un quark up y un quark down antiquark.
Los científicos detectaron esta partícula junto con su homóloga neutra.
“Encontrar nuevos tipos de tetraquarks y pentaquarks y medir sus propiedades ayudará a los teóricos a desarrollar un modelo unificado de hadrones exóticos, cuya naturaleza exacta se desconoce en gran medida. También ayudará a comprender mejor los hadrones convencionales”, dijo el portavoz del LHCb, Chris Parkes.
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