16 de Junio de 2014
ALTAS ENERGÍAS

Una nueva partícula en el LHC

El experimento LHCb confirma la existencia de un nuevo estado ligado de cuatro quarks.

Reconstrucción de un evento en el detector LHCb del Gran Colisionador de Hadrones. [CERN]

Al contrario de lo que ocurre con otras partículas elementales, los quarks no se observan aislados en la naturaleza. Aparecen siempre agrupados en forma de hadrones; es decir, en partículas como el protón, el neutrón o el pion. Hasta hace poco solo se conocían dos grandes clases de hadrones: bariones, o partículas formadas por tres quarks (como el protón), y mesones, compuestos por dos.

Ahora, en un artículo publicado hace unos días en Physical Review Letters, los investigadores del experimento LHCb del CERN han referido la existencia de una nueva partícula compuesta por cuatro quarks. Bautizada como Z(4430), el nuevo objeto tiene una masa de unos 4475 megaelectronvoltios (unas cuatro veces y media más masivo que el protón), posee espín 1 y su estructura puede describirse en términos de un estado ligado de los quarks c, anti-c, d y anti-u.

En 2008 el experimento japonés Belle obtuvo los primeros indicios sobre la existencia de esta partícula. Sin embargo, sus propiedades y estructura estaban aún pendientes de confirmarse. Ahora, gracias al elevado número de eventos analizados por la colaboración LHCb, los investigadores afirman haber eliminado otras interpretaciones más prosaicas del nuevo estado, como que se tratase de una «molécula» de mesones D. Según señalan en su artículo, el nuevo análisis deja el estado ligado de cuatro quarks «como única explicación plausible» de los datos. 

Hace un año, los experimentos BESIII, en China, y Belle hallaron indicios de la existencia de otro tetraquark, al que apodaron Zc(3900). La confirmación empírica de esta nueva clase de estados hadrónicos tal vez permita a los investigadores profundizar en las propiedades matemáticas de la cromodinámica cuántica, la teoría que describe las interacciones entre quarks. Aunque sus ecuaciones básicas se conocen desde hace cuarenta años, sus predicciones a bajas energías no se dejan describir mediante las técnicas de cálculo habituales, basadas en diagramas de Feynman.

Más información en Physics y Physical Review Letters (el artículo técnico es de acceso libre).

—IyC

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