La partícula encantada

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Voces de emoción se escuchan desde que el 7 de Abril de 2014, la colaboración LHCb del Gran Colisionador de Hadrones, que funciona en el CERN, publicó un resultado que confirma la existencia de una partícula exótica. Se trata de un nuevo compuesto de “Quarks1 o un nuevo “Hadrón” que tiene la particularidad de contener 4 quarks, en vez de 2 o 3 que es el contenido se había observado hasta ahora. Ejemplos de hadrones son los componentes del núcleo atómico, protones y neutrones, pero estos no son toda la historia, existen muchos más. Cuando el hadrón se constituye de 2 quarks se les llama mesón y de 3 se les llama barión.

 Lo que se hace en estos experimentos es estudiar la “química” de partículas subatómicas, es decir, dinámica2 y composición. Usualmente los hadrónes son inestables, lo que quiere decir que decaen en el corto plazo en otras partículas. Por ejemplo, el neutrón decae en  protón, electrón y neutrino en aproximadamente 15 segundos cuando está libre3.

La colaboración LHCb estudia muy de cerca el decaimiento del hadrón llamado “Beauty o “Belleza” y, a partir de los análisis de éstos experimentos, se ha encontrado evidencia sólida de la existencia de un hadrón llamado el “Encantado” (Charmonium) que es un mesón. ¿Por qué podemos decir que la evidencia recolectada tiene grado de descubrimiento? Revisemos la história de éste hallazgo. Mucho antes que el LHCb, la colaboración Belle del acelerador KEKb, el Colisionador Asimétrico Electrón-Positrón para el Estudio del Mesón Beauty, ubicado en Japón,  ya había anunciado la observación de la partícula exótica. Luego, entre el 2011 y el 2012, el LHC recolectó data de 180 trillones de colisiones, de los cuales se analizaron 25 mil decaimientos de mesones y de éstas observaciones, la colaboración LHCb  confirmó  y refinó lo reportado por la colaboración KEKb con un grado de confianza muy alto, más alto que el requerido para dar grado de descubrimiento a un experimento de este tipo. Así que tenemos ya dos laboratorios que han hecho la observación con buen grado de confianza. Por lo general se canta victoria cuando dos experimentos logran los resultados contundentes necesarios. Sin embargo, ésto no para allí, los aceleradores alrededor del mundo continuarán observado estos decaimientos y recolectando data, reconfirmando y refinando resultados.

Éste descubrimiento ayuda a entender mejor la naturaleza a niveles subatómicos, pero no derriba ni genera nuevas teorías. Simplemente, es tan excitante como cuando se descubre un nuevo elemento/ isótopo, tal vez un poco más , pues se sabe menos del mundo subatómico que del  atómico.

  1. Los quarks  son un conjunto de partículas de la misma naturaleza, esto es, tienen la propiedad común de ser fuente de, y responder a, la fuerza fuerte. Se conocen 12 hasta ahora, sus nombres son:  up, down, charm, strange, top and bottom –arriba, abajo, encanto, extraño, superior e inferior— y cada uno tiene su antipartícula; tienen diferentes masas y carga eléctrica fraccionaria []
  2. La dinámica es el estudio de las interacciones entre ellas []
  3. A ésta reacción del neutrón se le conoce como decaimiento Beta  y se puede observar en radiación de elementos como el del Carbono-14, que se transforma en Nitrógeno-14 []
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CC BY-NC 4.0 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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