"Necesitábamos el quark top", dicen los físicos

El anuncio del hallazgo del quark top, la partícula elemental más buscada por los físicos desde hace años, y descubierta en el laboratorio Fermilab de Chicago, ha producido gran satisfacción entre los científicos. Sin ella, se desmoronaba el edificio construido en el último cuarto de siglo por los físicos teóricos y contrastado por los experimentales en muchísimos aspectos, que explica la estructura básica de la materia en el universo. Cuatro centenares de investigadores han empezado ya a tomar nuevos datos para completar el experimento.

El descubrmimiento "hace que todo el cuadro de las partículas subnucleares sea mucho más consistente y más firmemente establecido", ha comentado Hans Bethe, premio Nobel de Física, uno de los artífices de la teoría del Big Bang. "Necesitábamos el quark top, está en todos nuestros cálculos sobre procesos más avanzados y ninguno de ellos sería correcto sin esa partícula", continúa este físico de la Universidad de Cornell.El equipo CDF (Collider Detector at Fermilab), que ha encontrado el quark top buscado por los físicos desde hace 17 años, está formado por 379 físicos de 36 instituciones de EE UU, Japón, Italia, Canadá y Taiwan. El descubrimiento se ha producido en el acelerador de partículas Tevatron instalado en laboratorio Fermilab, junto a Chicago (EE UU).

Sus conclusiones se basan en el análisis exhaustivo de 16 millones de datos procedentes de un billón de colisiones registradas en el acelerador entre agosto de 1992 y 1993, según han explicado los científicos de CDF. "Algunos dirán: '¡Un buen trabajo de física!, pero hacen falta más datos para estar completamente seguros', y no puedo sino estar de acuerdo", ha comentado Melvyn Shochet, director del experimento CDF junto con William Carither.

Reducir la incertidumbre

"Con la posibilidad de operación del mismo durante los próximos 15 a 24 meses, los ejemplos aumentarán en un factor diez, lo que permitirá confirmar el efecto y reducir la incertidumbre de la masa [del quark top] en un factor superior a dos", afirman los físicos de Fermilab.La imperiosa necesidad de encontrar el quark top se debe a que es una pieza imprescindible predicha en la teoría del Modelo Estándar, que describe cómo las partículas elementales y las fuerzas que actúan entre ellas pueden construir toda la materia que existe o ha existido en el universo. Las piezas del rompecabezas son seis partículas elementales, los quarks, acompañadas de otra familia de seis llamadas leptones, a la que pertenece el electrón y el neutrino. El Modelo Estándar es la mejor explicación lograda por los físicos del siglo XX para explicar el universo actual y su historia a partir del Big Bang.

Precisamente los instantes iniciales del cosmos fueron el único momento del quark top, puesto que se desintegraron en cuanto el universo empezó a enfriarse. Ahora sólo parecen existir, creados artificialmente y de forma efímera, en las colisiones del Tevatron de Chicago. El quark top (o verdad) es la pareja del quark bottom (o belleza), que fue descubierto también en el Fermilab en 1977.

El Tevatron, que empezó a diseñarse hace dos décadas con el objetivo principal de detectar el quark top, es el acelerador de partículas de más alta energía del mundo. Por ello todas las esperanzas de los físicos estaban puestas desde hace años en él, el único laboratorio en que podía aparecer el top. En 1983 comenzó su construcción y en 1985 se lograron las primeras colisiones de partículas. Los investigadores de CDF empezaron a tomar datos dos años después.

CDF es un detector tan grande como una casa y 4.500 toneladas métricas de peso. El detector del grupo vecino, Dzero, (instalado en otro punto del acelerador), tiene prácticamente el mismo objetivo. En la recogida de datos, este segundo equipo va más retrasado que CDF, pero sus resultados servirán para contrastar los del primer equipo.