Se ha descubierto una nueva partícula: podría ser la esquiva bola de pegamento
Se trata de una partícula formada exclusivamente por portadores de fuerza nuclear fuerte.
Representación de un protón, estando el gluón en la interacción entre los tres quarks.
Crédito de la imagen: Mahir KART/Shutterstock.com
Los físicos podrían haber encontrado una bola de pegamento. Esto no es algo que se consigue frotando pegamento vinílico entre los dedos. Se trata de una curiosa interacción entre los portadores de la fuerza nuclear fuerte, los llamados gluones, de ahí el nombre de "bola de pegamento".
Los gluones transportan la fuerza nuclear entre los quarks, una fuerza que es mucho más extraña que las demás. No tiene sólo un lado atractivo como la gravedad o uno positivo y negativo como el electromagnetismo. Es una interacción de tres cargas diferentes que los físicos de la década de 1960 llamaron color. En realidad no es un color, pero pronto te harás una idea de por qué se llama así.
Tomemos, por ejemplo, el protón: la partícula que se encuentra en el centro de los núcleos atómicos. Está formado por tres quarks y no tiene carga neta procedente de la fuerza nuclear fuerte. Entonces, la carga de los tres quarks debe cancelarse. Cada quark tiene una carga de color diferente: azul, verde o rojo. Juntos, se anulan entre sí, de la misma manera que las luces de esos colores pueden crear luz blanca.
Pero también hay partículas llamadas mesones que están formadas por un quark y un antiquark. Tampoco tienen color, por lo que debe existir un antiazul, un antiverde y un antirojo. Los gluones transportan la fuerza nuclear fuerte y, en cierto modo, son una mezcla de colores. Interactúan con quarks, pero también pueden interactuar con otros gluones. Y aquí es donde la física se vuelve interesante: los gluones pueden formar una partícula sin necesidad de quarks.
La teoría está ahí, pero encontrarla es otra cuestión completamente diferente. Ingrese el Espectrómetro III de Beijing (BES III), un colisionador de partículas excelente para formar un tipo específico de mesón: el mesón (J/psi), también escrito J/ψ. Consiste en un quark charm y un antiquark charm y, como todos los mesones, es inestable y no dura mucho. Y en su decadencia, hay cosas divertidas.
Anteriormente informamos que se cree que los investigadores de la colaboración encontraron una rara combinación de un protón y un antiprotón. Tras estudiar más de 10 mil millones de J/ψ en descomposición, los investigadores también confían en haber encontrado una nueva partícula denominada X(2370).
El número entre paréntesis representa su masa en megaelectronvoltios sobre la velocidad de la luz al cuadrado. Obtienes muchos puntos decimales si mides la masa de una partícula en gramos u onzas. Pero 2370 fue sólo la primera estimación. El último trabajo sitúa la masa real en torno a 2395 MeV/c2 y existe una expectativa teórica de que debería existir una bola de pegamento con esa masa.
Ahora, las observaciones son de hecho consistentes con esta partícula legendaria y los resultados son probablemente los más fuertes jamás obtenidos a favor de la existencia de bolas de pegamento. Pero no es una prueba incontrovertible de una bola de pegamento. Otra interacción entre quarks y antiquarks podría crear esta partícula, y también parece que se producen demasiadas por la desintegración J/ψ. Se necesitará más trabajo para probar o refutar la naturaleza de bola de pegamento de esta partícula.
El estudio se publica en la revista Physical Review Letters.