8/May/03

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Nueva partícula subatómica

Una misteriosa mezcla de quarks obliga a repensar la Fuerza Nuclear Fuerte que mantiene unidas las partículas en el interior de los átomos.

(Nature) Los investigadores dieron con una nueva partícula subatómica que obliga a repensar las ideas acerca de la Fuerza Nuclear Fuerte, que mantiene las partículas subatómicas unidas dentro de los átomos. Apodada 'Ds (2317)', esta partícula es, probablemente, una configuración poco común de quarks —las entidades que, en grupos de tres, forman los protones y neutrones—. De hecho, podría se un quark orbitando otro, o bien un ordenamiento de molécula de cuatro quarks.

Marcello Giorgi, de la Universidad de Pisa, Italia, y su grupo tropezaron con Ds (2317) mientras revisaban tres años de datos recogidos por el detector BaBar, en el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), en California. Cuando el SLAC hace chocar electrones y sus contrapates de antimateria, positrones, el BaBar registra el caudal de partículas exóticas que se crean como resultado de esa operación.

La masa de la partícula descubierta es menor a la predicha y es muy clara. Las masa de la mayoría de las partículas de alta energía no siempre es muy definida, debido a la incertidumbre existente a escalas tan pequeñas. Ds (2317), sin embargo, tiene una masa definida de 2,317 mega-electron volts —esta unidad describe tanto la masa como la energía de la partícula—. Esa masa bien definida podría ayudar a los científicos a entender qué es lo que mantiene a los átomos unidos. Debido a que la masa y la energía son equivalentes a esa escala, conocer la masa de esta mezcla de quarks dará indicios de la energía de la Fuerza Nueclear Fuerte dentro de la partícula.

Más intrigante aún es que, probablemente Ds (2317) esté hecho de quarks exóticos pesados. "Mucho de los que conocemos acerca de la fuerza fuerte viene de estudios de quarks más livianos —explica David Cinabro, físico de alta energía de la Cornell University en Ithaca, New York—. Tal vez haya algo diferente en los más pesados".

Cinabro destaca, sin embargo, que no es tan infrecuente encontrar nuevas partículas y que existen catálogos llenos de combinaciones similares de quarks.

Pero a diferencia de los protones y neutrones, formados por tres quarks, Ds (2317) puede tener dos (unidos en una partícula rara, llamada mesón). Este mesón puede parecer un átomo en pequeño, con un quark liviano anti-strange orbitando un quark charm. Al menos ésta es la especulación de Estia Eichten, físico del Fermi National Accelerator Laboratory. Otros tienen interpretaciones más inusuales. El físico teórico Jonathan Rosner, de la Universidad de Chicago, sugiere que esta partícula podría estar formada por pares de quarks acoplados. La existencia tales partículas subatómicas fue predicha hace mucho. Cinabro sostiene que aún no hay pruebas que permitan afirmar la existencia de esta partícula. "Pero si fuera así, sería realmente loco".

Los investigadores del SLAC, en la Cornell University's High Energy Synchrotron Source, y en el High Energy Accelerator Research Organization en Japón, están ahora revisando más datos viejos, en búsqueda de otras partículas Ds (2317) a fin de poner a prueba sus ideas.