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ZAPPING 0222, 30-jun-2004
Nueva y extraña partícula subatómica

SELEX es un grupo multinacional de científicos que colaboran en el Fermilab para elaborar estadísticas acerca de los bariones encanto (partículas pesadas como neutrones y protones, que obedecen al Principio de Exclusión de Pauli, sufren la fuerza nuclear fuerte y contienen un quark encanto). La sigla significa "Segmented Large X baryon Spectrometer".

Sin embargo, sus experimentos de alta energía ("alta" es quedarse cortos, ya que andan por los niveles de 2600 megaelectronvoltios, es decir 2,6 gigaelectronvoltios) los han llevado a descubrir multitud de extrañas partículas, a cual más exótica, que no son necesariamente bariones ni compuestos por quarks encanto.

Es el caso de los mesones: dos por tres llueve en Buenos Aires y Seattle; dos por tres el SELEX descubre un nuevo mesón, casi sin habérselo propuesto. En este asunto es imposible estar al día: si uno quisiese conocer cada partícula que descubren, les aseguro que no tendría tiempo para nada más que para estudiar el catálogo de recién llegados al mundo de la física subatómica.

Los mesones, junto con los bariones, forman una familia de partículas denominadas en conjunto "hadrones". Los hadrones están compuestos por quarks, subpartículas elementales cuyo nombre fue sugerido por una frase de Joyce en "Finnegan´s Wake". Los mesones son inestables, y, típicamente, están compuestos por un quark y un antiquark de colores opuestos. Para "aclarar" las cosas, también podríamos decir que muchas veces los mesones (quark + antiquark) no aparecen solos, sino mezclados con otras partículas de sabor parecido. ¿Sabor? Sabor. Los pares de sabores más parecidos se mezclan mejor (como sucede con los helados).


Los mesones más comunes

Estos amigos subatómicos con propiedades como sabor, color y encanto se diferencian de los bariones en que aquellos están compuestos por tres quarks, en lugar de por un par opuesto de quarks.

El pasado 18 de junio, SELEX publicó la noticia de que habían descubierto una nueva partícula. Tiene el honor de ser el más pesado de los mesones pesados-livianos, y, además, se desintegra de un modo no predicho por la teoría. Es raro. E interesante.

Si los quarks que componen el mesón son de colores contrarios, ¿qué es lo que los mantiene unidos? La fuerza nuclear fuerte, fuerza fundamental de la naturaleza que sólo afecta a los quarks, antiquarks y gluones. Los "colores" de los quarks (no piense en ellos en forma cromática, no tienen nada que ver con los colores visuales, aunque lleven sus mismos nombres) son rojo, verde y azul. Sus opuestos, por supuesto, se llaman antirrojo, antiverde y antiazul.


Estructura de los mesones y bariones

Por lo tanto, un mesón está formado por un quark de un color y otro de su anticolor, unidos ambos por la fuerza nuclear fuerte. Con respecto a los distintos sabores de los quarks, hay seis de ellos: arriba (up), abajo (down), extraño (strange), encanto (charm), cima (top) y fondo (bottom). Como se ve, una gran cantidad de combinaciones son posibles. Y SELEX los va descubriendo a gran velocidad.

El mesón recién descubierto está formado por un quark extraño (que es un quark liviano) y un quark encanto (mucho más pesado).


Visión artística de los seis sabores

Los físicos del SELEX estaban analizando datos recolectados en observaciones de colisiones protón-antiprotón producidas en el Tevatrón del Fermilab, un acelerador de partículas que maneja energías de hasta casi un teraelectronvoltio. Con enorme sorpresa, descubrieron que su nueva partícula vivía tres veces más que los demás mesones livianos. Normalmente, la vida media de los mesones es más corta cuanto mayor es su masa. Y también la "muerte" del nuevo mesón es rarísima.


Interior del anillo principal del tevatrón

Cuando un mesón se desintegra, se transforma en otro mesón distinto, y la teoría predice en cuál lo hará y con qué frecuencia. Sucede que el mesón descubierto este mes se transforma en un mesón llamado "eta" seis veces más a menudo de lo que debiera...


Los impresionantes 6,3 km de tevatrón del Fermilab

Christopher Hill, uno de los físicos teóricos del Fermilab, manifiesta que esta nueva partícula muestra una desviación de la conducta que se suponía deben evidenciar los mesones. "Sugiere que hay operando allí algunos aspectos nuevos y desconocidos en la dinámica de la fuerza nuclear fuerte. Si ello es así, abre la puerta para nuevas exploraciones futuras, tanto en el Fermilab como en todas partes del mundo". El nuevo mesón, aún sin nombre, es el más reciente de una larga lista de sorprendentes partículas que los físicos acaban de descubrir: los pentaquarks, extrañas partículas compuestas de cinco quarks; el X(3872), que aparenta estar formado por cuatro quarks; y un mesón bautizado Ds(2317), que tampoco se comporta de acuerdo a lo que predice para él la teoría.

A medida que los científicos del Fermilab sigan estudiando estos extraños objetos, seguramente las teorías deberán ser mejoradas y modificadas, y, en estos momentos, nadie sabe a qué nuevos descubrimientos y conocimientos conducirán. Cuanto más profundicen en la estructura básica del Universo y la materia, es indudable que más nos sorprenderán.


Más datos:

(Traducido, adaptado y ampliado por Marcelo Dos Santos (www.mcds.com.ar) de PhysicsWeb y de diferentes sitios de Internet)


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