El CERN prueba la existencia de los pentaquarks

Ayer dia 14 de Julio fueron 2 los pasos que la humanidad ha dado: el primero fue el mayor acercamiento de la sonda New Horizons a Pluton, pero tambien, aunque menos conocido, a pesar de su importancia, el descubrimiento de los Pentaquarks.

"El pentaquark no es cualquier nueva partícula", ha dicho Guy Wilkinson, portavoz del LHCb (Large Hadron Colider, o Gran Colisionador de Hadrones). " Representa una manera de agregar los quarks, que son los constituyentes fundamentales de los protones y neutrones ordinarias, en un patrón que nunca se ha observado antes en más de cincuenta años de búsquedas experimentales . El estudio de sus propiedades puede permitirnos entender mejor cómo la materia ordinaria, los protones y los neutrones de la que todos estamos hechos, está constituida".


Nuestra comprensión de la estructura de la materia se revolucionó en 1964 cuando el físico estadounidense, Murray Gell-Mann, propuso que una categoría de partículas conocidas como bariones, que incluye protones y neutrones, se compone de tres objetos fraccionadamente cargadas llamadas quarks, y que otra categoría , mesones, están formados por pares quark-antiquark. Gell-Mann fue galardonado con el Premio Nobel de Física por este trabajo en 1969. Este modelo de quarks también permite la existencia de otros estados compuestos de quarks, como pentaquarks compuestos por cuatro quarks y un antiquark. Hasta ahora, sin embargo, no habia evidencia concluyente sobre la existencia de los pentaquarks ya que nunca habían sido vistos.
Los investigadores del LHCb buscaron estados pentaquark mediante el examen de la desintegración de un barión conocido como Λ b (Lambda b) en otras tres partículas, a / ψ J - (J-psi), un protón y un kaón cargado. Estudiando el espectro de masas de la J / ψ y el protón reveló que los estados intermedios eran a veces involucrados en su producción. Estos han sido nombrados P c (4450) + y P c (4380) + , el primero siendo claramente visible como un pico en los datos, con el último siendo necesario para describir los datos en su totalidad.

Esta es la auténtica demostración de la existencia del pentaquark

"Beneficiándose de la gran conjunto de datos proporcionado por el LHC, y la excelente precisión de nuestro detector, hemos examinado todas las posibilidades de estas señales, y concluir que sólo pueden explicarse por los estados pentaquark" , dice el físico LHCb Tomasz Skwarnicki de la Universidad de Siracusa . "Más precisamente, los estados deben estar formados por dos quarks arriba, un quarks abajo, un "charm quark" y un anti-charm quark" (lo siento, lo de los charm quearks lo dejo conforme al texto original, no sabría como traducirlo).

Experimentos anteriores que han buscado pentaquarks resultaron inconcluyentes. La diferencia con este experimento en el LHCb es que ha sido capaz de buscar pentaquarks desde muchos puntos de vista, y todos apuntan a la misma conclusión. Es como si en las búsquedas anteriores hubieran buscado siluetas en la oscuridad, mientras que el LHCb realizó la búsqueda con las luces encendidas, y desde todos los ángulos. El siguiente paso en el análisis será estudiar cómo los quarks están unidos dentro de los pentaquarks.

"Los quarks podrían estrechamente vinculados", dice el físico del LHCb Liming Zhang de la Universidad de Tsinghua, "o podrían estar escasamente atados en una especie de molécula mesón-barión, en el que el mesón y barión sienten una fuerte fuerza residual similar a la unión protones y neutrones para formar núcleos".

Se necesitan más estudios para distinguir entre estas posibilidades, y para ver lo que pentaquarks demás nos pueden enseñar. Los nuevos datos que LHCb recogerá en funcionamiento del LHC 2 permitirá que se avance en estas cuestiones.