miércoles, 15 de julio de 2015

Descubren el "Pentaquark" en el LHCb

Los científicos del Gran Colisionador de Hadrones han anunciado el descubrimiento de una nueva partícula llamada "pentaquark".


Un diseño alternativo para el pentaquark, mostrando una partícula de mesones (un quark y un antiquark) y un barión (tres quarks) débilmente unidas entre sí.

Se predijo primero su existencia en la década de 1960, pero al igual que la partícula del bosón de Higgs la pentaquark eludió la ciencia durante décadas hasta su detección en el LHC.
El descubrimiento, que equivale a una nueva forma de materia, fue hecho por el experimento en el LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) del Colisionador de Hadrones.
Los resultados se han presentado a la revista Physical Review Letters.
"No hay manera de que lo que vemos podría ser debido a otra cosa que no sea la adición de una nueva partícula" señaló el Dr. Patrick Koppenburg,  co-coordinador del LHCb

En 1964, dos físicos - Murray Gell Mann y George Zweig - propusieron independientemente la existencia de las partículas subatómicas conocidas como quarks.

Se especuló con que las propiedades fundamentales de las partículas conocidas como bariones y mesones se explican mejor si estuvieran a su vez formadas por otras partículas constituyentes. Zweig acuñó el término "Aces" para los tres nuevos bloques de construcción hipotéticos, pero era el nombre que le diera Gell-Mann de "quark" el que tendría éxito.
Este modelo también permitió a otros estados de quarks, como el pentaquark. Esta partícula puramente teórica se compone de cuatro quarks y un antiquark (el equivalente de antimateria de un quark ordinario).

Nuevos estados
A mediados de la década del 2000, varios equipos afirmaba tener pentaquarks detectados, pero sus descubrimientos fueron posteriormente socavados por otros experimentos.
"Hay una gran historia con pentaquarks, que es también la razón por la que fuimos muy cuidadosos en la presentación de este trabajo," dijo Patrick Koppenburg, co-coordinador en física del LHCb  del CERN
"Es sólo la palabra 'pentaquark' la que parece haber recibido una maldición de alguna manera porque ha habido muchos descubrimientos que luego fueron reemplazados por nuevos resultados que mostraban que las anteriores eran en realidad las fluctuaciones y no señales reales."

Los científicos utilizan mediciones de precisión en el experimento LHCb para desenmascarar la nueva partícula pentaquark
Los físicos estudiaron la forma en que una partícula subatómica llamada Lambda b se descompuso - o fue transformada- en otras tres partículas dentro de LHCb. El análisis reveló que los estados intermedios estaban a veces involucrados en la producción de las tres partículas.
Estos estados intermedios han sido nombrados Pc (4450)+ y Pc (4380)+.

"Hemos examinado todas las posibilidades de estas señales, y la conclusión era que sólo pueden explicarse por los estados pentaquark", dijo el físico LHCb Tomasz Skwarnicki de la Universidad de Syracuse, de EU.

Experimentos previos habían medido solamente la llamada distribución de la masa, donde un pico estadístico puede aparecer contra el "ruido" de fondo - la posible firma de una nueva partícula.


El LHCb es un experimento creado para explorar lo que pasó después del Big Bang, y qué permitió a la materia sobrevivir y construir el Universo que conocemos y habitamos hoy.

Pero el colisionador permitió a los investigadores observar los datos de perspectivas adicionales, es decir, los cuatro ángulos definidos por las distintas direcciones de desplazamiento tomadas por partículas dentro del LHCb.

"Estamos transformando este problema de ser unidimensional a penta dimensional ... somos capaces de describir todo lo que sucede en la descomposición (de las partículas)", dijo el Dr. Koppenburg que vio por primera vez una señal que comenzaba a surgir en el 2012.
"No hay manera de que lo que vemos ahora podría deberse a nada más sino al descubrimiento de una nueva partícula que no había sido observada antes."

Aquí se puede ver en animación la manera en la que funciona el Gran Colisionador de Hadrones. 



El Portavoz del LHCb Guy Wilkinson ha comentado: "El pentaquark no es cualquier nueva partícula ... Representa una forma de quarks agregados, es decir, los componentes fundamentales de los protones y neutrones ordinarios, en un patrón que nunca se había observado antes, en más de cincuenta años de búsquedas experimentales".

"El estudio de sus propiedades puede permitirnos entender mejor la forma ordinaria de la materia, los protones y los neutrones de la que todos estamos hechos, concluyó".


El LHC fue encendido de nuevo en abril, después de un cierre de dos años para completar un programa de reparaciones y mejoras.


Vía: http://journals.aps.org/prl/
http://www.bbc.com/news/science-environment-33517492 
http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/ 




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