La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés), anunció a fines de julio pasado el descubrimiento de un nuevo tetraquark, que sería la partícula de materia exótica más longeva que se ha descubierto hasta el momento.

Este hallazgo se produjo durante un experimento conocido como LHCb con el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más grande del mundo. Este ensayo tiene el objetivo de investigar las ligeras diferencias entre la materia y la antimateria mediante el estudio de un tipo de partícula, según describe el CERN.

Hay 6 tipos de quarks, todos con diferente masa y carga: arriba, abajo, extraño, encanto, inferior y superior (ordenados del más ligero al más pesado), junto con sus correspondientes antiquarks, que son sus contrapartes de antimateria.

La nueva partícula descubierta es denominada Tcc+, un hadrón exótico que contiene dos quarks y dos antiquarks. Los quarks son los bloques de construcción fundamentales a partir de los cuales se construye la materia. Se combinan para formar hadrones, como el protón y el neutrón, que constan de tres quarks, y mesones, que se forman como pares quark-antiquark.

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El comunicado sobre este descubrimiento destaca que en los últimos años se han encontrado una serie de los llamados hadrones exóticos, partículas con cuatro o cinco quarks, en lugar de los que contienen dos o tres. El descubrimiento de hoy es de un hadrón exótico particularmente único, por lo que sería un hadrón exótico exótico.

Esta nueva partícula contiene dos quarks de encanto (charm quark en inglés) y un antiquark ‘arriba’ y uno ‘abajo’. Se han descubierto varios tetraquarks en los últimos años (incluido uno con dos quarks de encanto y dos antiquarks de encanto), pero este es el primero que contiene dos quarks de encanto, sin antiquarks del mismo tipo para equilibrarlos.

Según explica el portal Gizmodo, este tipo de partículas se pueden crear dentro de aceleradores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones, pero entran y salen de la existencia extremadamente rápido. Se considera que esta nueva partícula tiene una extensa vida útil antes de que llegue a descomponerse, sin embargo, esta cualidad de “extenso” en este caso sigue siendo una cantidad tiempo muy corta que difícilmente se puede medir en términos humanos. Aún así, es la partícula de materia exótica más longeva que se ha encontrado hasta el momento.

Su vida útil es probablemente un poco más larga que una quintillonésima parte de un segundo, explicó Patrick Koppenburg, físico del Instituto Nacional Holandés de Física Subatómica y miembro del equipo LHCb del CERN.

“Nunca podremos medir su vida útil directamente”, explicó Koppenburg por correo electrónico a Gizmodo.

El Tcc+ tiene otras características interesantes, como ser la primera partícula que se encuentra que pertenece a una clase de tetraquarks con dos quarks pesados y dos antiquarks ligeros. Estas partículas se descomponen transformándose en un par de mesones, cada uno formado por uno de los quarks pesados y uno de los antiquarks ligeros.

El CERN explica que este nuevo tetraquark atrajo interés para estudios posteriores. Las partículas en las que se desintegra son comparativamente fáciles de detectar y, en combinación con la pequeña cantidad de energía disponible en la desintegración, esto conduce a una excelente precisión en su masa y permite el estudio de los números cuánticos de esta peculiar partícula.

Esto, a su vez, puede proporcionar una prueba rigurosa para los modelos teóricos existentes e incluso podría permitir que “se prueben efectos previamente inalcanzables”. (I)