Físicos del CERN descubren tres nuevas partículas exóticas


El nuevo pentaquark, ilustrado aquí como un par de hadrones estándar vagamente unidos en una estructura similar a la de una molécula, está formado por un quark encanto y un antiquark encanto y un quark up, un down y un quark extraño (Imagen: CERN)
El nuevo pentaquark, ilustrado aquí como un par de hadrones estándar vagamente unidos en una estructura similar a la de una molécula, está formado por un quark encanto y un antiquark encanto y un quark up, un down y un quark extraño (Imagen: CERN)

Físicos de la Colaboración del Gran Colisionador de Hadrones (LHCb) del CERN han anunciado hoy la observación de un pentaquark extraño, un tetraquark doblemente cargado y su pareja neutra.

Los quarks son partículas elementales y se presentan en seis sabores: up, down, charm, strange, top y bottom.

Suelen combinarse en grupos de dos y tres para formar hadrones como los protones y neutrones que componen los núcleos atómicos.

Sin embargo, en raras ocasiones, también pueden combinarse en partículas de cuatro y cinco quarks, o tetraquarks y pentaquarks.

Estos hadrones exóticos fueron predichos por los teóricos al mismo tiempo que los hadrones convencionales, hace unas seis décadas, pero sólo relativamente recientemente, en los últimos 20 años, han sido observados por el LHCb y otros experimentos.

La mayoría de los hadrones exóticos descubiertos en las dos últimas décadas son tetraquarks o pentaquarks que contienen un quark encantado y un antiquark encantado, siendo los dos o tres quarks restantes un quark up, down o extraño o sus antiquarks.

En 2020, los físicos del LHCb descubrieron un tetraquark formado por dos quarks encantados y dos antiquarks encantados, y dos tetraquarks "encantado abierto" formados por un antiquark encantado, un quark up, un quark down y un antiquark extraño.

Y en 2021, encontraron el primer caso de un tetraquark de "encantado abierto" con dos quarks encanto y un antiquark up y down.

Izquierda: el tetraquark doblemente cargado Tacs0(2900)++. Derecha: su compañero neutro Tacs0(2900)0. Crédito de la imagen: CERN.
Izquierda: el tetraquark doblemente cargado Tacs0(2900)++. Derecha: su compañero neutro Tacs0(2900)0. Crédito de la imagen: CERN.

Los descubrimientos anunciados hoy por la Colaboración LHCb incluyen nuevos hadrones exóticos: el pentaquark extraño PΛψs(4338)0, el tetraquark doblemente cargado Tacs0(2900)++ y su compañero neutro Tacs0(2900)0.

Observado en un análisis de desintegraciones de mesones B con carga negativa, PΛψs(4338)0 es un pentaquark formado por un quark encantado y un antiquark encantado y un quark up, un quark down y un quark extraño. Es el primer pentaquark que contiene un quark extraño.

Tacs0(2900)++ es un tetraquark encantado abierto compuesto por un quark encantado, un antiquark extraño y un quark up y un antiquark down.

Fue detectado junto con su homólogo neutro, Tacs0(2900)0, en un análisis conjunto de desintegraciones de mesones B cargados positivamente y neutros.

"Cuantos más análisis realicemos, más tipos de hadrones exóticos encontraremos", dijo el coordinador de física del LHCb, el Dr. Niels Tuning.

"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 finalmente condujo al modelo de quarks de los hadrones convencionales en la década de 1960".

"Estamos creando el 'zoo de partículas 2.0'", añadió.

"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", dijo el Dr. Chris Parkes, portavoz de la Colaboración LHCb.

"También ayudará a comprender mejor los hadrones convencionales".

Fuentes: CERN, SciNews

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