dimecres, 25 d’octubre de 2017

Físics del CERN observen una nova partícula amb dos quarks pesats

Membres de l'experiment LHCb del gran col·lisionador d'hadrons (LHC) del CERN han anunciat recentment a la Conferència de Física d'Altes Energies de la Societat Europea de Física (EPS-HEP 2017) que es va celebrar a Venècia (Itàlia), l'observació d'una nova partícula composta per dos quarks charm (encant) i un up (a dalt).

Físics del CERN observen una nova partícula amb dos quarks pesats

La massa de la nova partícula és d'uns 3.621 MeV, gairebé quatre vegades més pesada que la del barió més conegut: el protó.
L'existència d'aquesta partícula de la família dels barions s'esperava per les actuals teories, però els físics han buscat aquests barions amb dos quarks pesats molts anys. La massa de la nova partícula és d'uns 3.621 megaelectronvoltios (MeV), gairebé quatre vegades més pesada que la del barió més conegut, el protó, pel fet que està composta per dos quarks  charm. És la primera vegada que aquest tipus de partícula es detecta sense ambigüitat.
Gairebé tota la matèria que veiem al nostre voltant està feta de barions, partícules compostes de tres quarks de les que les més conegudes són els protons i neutrons que formen el nucli atòmic. Hi ha sis tipus de quarks i, en teoria, es podrien donar moltes combinacions per formar altres tipus de barions. No obstant això, els barions que es coneixen es componen tots, almenys, d'un quark pesat.

Físics del CERN observen una nova partícula amb dos quarks pesats

"Trobar un barió amb dos quarks pesats és molt interessant ja que ofereix una eina única per provar la cromodinàmica quàntica, la teoria que descriu la interacció forta, una de les quatre forces fonamentals", destaca Giovanni Passaleva, un dels portaveus de la col·laboració LHCb. "Aquest tipus de partícules ens ajudarà a millorar el poder de predicció de les nostres teories".

Com un sistema planetari
"A diferència d'altres barions, on els tres quarks realitzen una elaborada dansa els uns al voltant dels altres, un barió doblement pesat s'espera que actuï com un sistema planetari, on els dos quarks pesats juguen el paper d'estrelles massives orbitant una al voltant de l'altra, amb el quark més lleuger orbitant al voltant d'aquest sistema binari", explica Guy Wilkinson, anterior portaveu de la col·laboració LHCb.
Mesurar les propietats de la nova partícula, anomenada científicament com Ξ cc ++ (Xi cc ++ ), ajudarà a establir com es comporta un sistema de dos quarks pesats i un lleuger. Es pot obtenir informació important mesurant de forma precisa els mecanismes pels quals es produeix i es desintegra aquesta partícula, així com el seu temps de vida.

Físics del CERN observen una nova partícula amb dos quarks pesats

"Aquest tipus de partícules ens ajudarà a millorar el poder de predicció de les nostres teories", destaquen els físics. L'observació d'aquest nou barió ha estat un repte, que ha estat possible gràcies a l'alta taxa de producció de quarks pesats en el LHC i a les capacitats úniques de l'experiment LHCb, que pot identificar els productes de la desintegració amb una excel·lent eficiència. En concret, es va identificar per la seva desintegració a un barió Λ c + -tres fondes lleugers K - , π + i π + .
L'observació de Ξ cc ++ en LHCb incrementa les expectatives de detectar altres representants de la família de barions amb dos quarks pesats, que es buscaran ara en el LHC. Aquest resultat es basa en dades obtingudes a una energia de 13 teraelectronvolts (TeV) durant el segon cicle de funcionament o Run 2 de l'LHC, i es va confirmar amb dades de 8 TeV del Run 1. Els descobridors de la nova partícula han enviat un article a la revista Physical Review Letters.

Físics del CERN observen una nova partícula amb dos quarks pesats

La col·laboració científica de LHCb està formada per més de 1.200 científics i enginyers de 72 centres de recerca en 16 països, entre ells Espanya. Al nostre país participen grups de recerca de la Universitat de Santiago (Institut Gallec de Física d'Altes Energies, IGFAE ), la Universitat de Barcelona (Institut de Ciències del Cosmos, ICCUB ), tots dos Unitats d'Excel·lència Maria de Maeztu, i l'Institut de física Corpuscular (IFIC , CSIC-Universitat de València), Centre d'Excel·lència Severo Ochoa.

Font: CPAN / CERN

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada

Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament