Descubiertos un pariente exótico del protón y otro del neutrón

Dos exóticos parientes de los protones y los neutrones han sido descubiertos en el detector CDF del acelerador Fermilab, en Estados Unidos. El numeroso grupo de científicos (700) de 13 países que colabora en los experimentos de este detector ha anunciado la observación de de dos raros tipos de partículas predichos por la teoría pero nunca observados antes.

Como los protones y los neutrones (los electrones son indivisibles) las nuevas partículas están hechas de tres quarks, los elementos básicos de la materias. Existen seis tipos diferentes de quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, bottom y top. Los protones contienen dos quarks arriba y un quark abajo, mientras que los neutrones tienen dos abajo y un arriba.

En las nuevas partículas un quark bottom, mucho más pesado que los arriba y abajo, sustituye al abajo en el protón y al arriba en el neutrón. La teoría predice seis tipos diferentes de bariones (partículas que contienen tres quarks) que tienen un quark bottom, pero hasta ahora sólo se había observado uno.

Escasas joyas

"Estas partículas, llamadas Sigma-sub-b, son como escasas joyas que sacamos de los datos", ha explicado Jacobo Konigsberg, de la Universidad de Florida, portavoz del grupo internacional, en el que participa la Universidad de Cantabria. "Trozo a trozo, estamos llegando a tener un mejor panorama de cómo los quarks construyen la materia. Aprendemos más sobre las fuerzas subatómicas que mantienen unidos a los quarks o los separan. Nuestro descubrimiento permite completar la tabla periódica de los bariones".

El acelerador de Fermilab permite reproducir las condiciones del universo recién formado, en el cual estaban presentes estos parientes exóticos de los protones y neutrones actuales. En el experimento se han detectado 103 partículas del primer tipo y 134 del segundo, lo que ha supuesto analizar más de 100 billones de colisiones protón-antiprotón realizadas en el acelerador.

Las nuevas partículas duran poquísimo tiempo, una mínima fracción de segundo. Dado que un quark bottom pesa casi tanto como un átomo de litio, explica el organismo PPARC, del Reino Unido, que participa en la colaboración del CDF, la producción de estas raras combinaciones de tres quarks que incluyen uno o más quarks bottom requiere aceleradores que elevan muchísimo la energía de las partículas. El colisionador Tevatron de Fermilaba acelera protones y antiprotones y los hace colisionar a la energía de 2 teraelectronvoltios. La energía se transforma en masa, según la famosa ecuación de Einstein.