Pentaquarks: los científicos descubren nuevas formaciones «extrañas» de quarks

Por Balab Ghosh, reportero científico

autor de la foto, CERN

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Hay estados «extraños» de la materia a menos de un abrir y cerrar de ojos.

Los científicos han descubierto nuevas formas de sintetizar quarks, las partículas más pequeñas conocidas por el hombre.

Estas nuevas estructuras solo existen durante una cienmilésima de una billonésima de una billonésima de segundo, pero podrían explicar la formación de nuestro universo.

Los átomos contienen partículas más pequeñas, llamadas neutrones y protones, que están formadas por tres quarks cada una.

La materia «extraña» descubierta en los últimos años consta de cuatro y cinco quarks: tetraquarks y pentágonos.

Los científicos del Gran Colisionador de Hadrones en Suiza han descubierto un nuevo pentaquark y dos tetraquarks.

Esto eleva el número total de descubrimientos a 21. Cada uno es único, pero los investigadores están entusiasmados con las cualidades de los tres nuevos descubrimientos.

Los nuevos pentaquarks se descomponen en partículas que nadie más produce, mientras que los tetraquarks tienen la misma masa, lo que sugiere que pueden ser el primer par conocido de estructuras exóticas.

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Pero quizás lo más importante es que los últimos resultados significan que ahora hay suficientes de estas partículas para comenzar a agruparlas, como los elementos químicos en la tabla periódica.

Este es un primer paso esencial hacia la creación de una teoría y un conjunto de reglas que rigen la varita extraña.

Estudiar las pequeñas diferencias entre las cosas más pequeñas que conocemos puede parecer abrumador, pero la interacción de los quarks crea lo que se conoce como la «fuerza fuerte», que mantiene unido el interior de los átomos y, por lo tanto, todo el universo.

«La fuerza fuerte es muy difícil de calcular, y no tenemos predicciones firmes sobre cómo se formarán los pentaquarks y tetraquarks exóticos», dice el profesor Chris Parks de la Universidad de Manchester.

«Pero esperamos que al descubrirlos, podamos desarrollar teorías que nos permitan comprenderlos mejor».

¿Qué son los quarks?

El filósofo griego Demócrito planteó la idea en el siglo V aC de que el mundo está hecho de partículas indivisibles a las que llamó átomos.

A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, los resultados experimentales mostraron que los átomos estaban formados por partículas más pequeñas: electrones, neutrones y protones.

En la década de 1960, quedó claro que los propios neutrones y protones están formados por partículas más pequeñas llamadas quarks, y que la interacción de los quarks estaba relacionada con una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, la fuerza fuerte.

Esta fuerza no solo une las partes internas de los átomos, sino que juega un papel importante en las interacciones de otras partículas subatómicas que hacen que el universo funcione.

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El Gran Colisionador de Hadrones ha experimentado una importante actualización y los investigadores participantes creen que descubrirán más de estas partículas exóticas, algunas de las cuales pueden contener seis quarks unidos.

Esto es breve para los estándares humanos, pero debido a que estas partículas viajan casi a la velocidad de la luz, dejarán huellas de unos pocos milímetros de largo, que serán una huella dactilar valiosa para que los físicos la sigan.

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