01.07.2020 - 17:25
El detector de partícules LHCb, instal·lat en el Gran Col·lisionador d’Hadrons de l’Organització Europea per a la Recerca Nuclear (CERN) ha observat un tipus de partícula de quatre quarks mai abans vista. És probable que el descobriment, presentat en un seminari recent al CERN i descrit en un document publicat avui al servidor de preimpressió ‘arXiv’, sigui el primer d’una classe de partícules no descoberta fins ara.
El descobriment ajudarà els físics a comprendre millor les complexes formes en què els quarks s’uneixen en partícules compostes com els ubics protons i neutrons que es troben dins dels nuclis atòmics.
Els quarks generalment es combinen en grups de dos i tres per a formar partícules anomenades hadrons. No obstant això, durant dècades, els teòrics han predit l’existència d’hadrons de quatre quarks i cinc quarks.
En els últims anys, experiments com el LHCb han confirmat l’existència de diversos d’aquests hadrons exòtics. Aquestes partícules fetes de combinacions inusuals de quarks són un ‘laboratori’ ideal per a estudiar una de les quatre forces fonamentals conegudes de la naturalesa, la forta interacció que uneix protons, neutrons i els nuclis atòmics que formen la matèria.
El coneixement detallat de la interacció forta també és essencial per determinar si els processos nous i inesperats són un signe de nova física o simplement física estàndard.
‘Les partícules formades per quatre quarks ja són exòtiques, i la que acabem de descobrir és la primera formada per quatre quarks pesats de el mateix tipus, especícamente dos quarks c i dues antiquarks c’, explica Giovanni Passaleva, de l’LHCb. ‘Fins ara, l’LHCb i altres experiments només havien observat tetraquarks amb dos quarks pesats com a màxim i cap amb més de dos quarks de el mateix tipus’, explica.
‘Aquestes partícules pesades exòtiques proporcionen casos extrems, però teòricament bastant simples, per provar models que després poden usar-se per explicar la naturalesa de les partícules de matèria ordinària, com els protons o els neutrons. Per tant, és molt emocionant veure’ls aparèixer en col·lisions en el LHC per primera vegada’, assegura per la seva part el portaveu de l’LHCb, Chris Parkes.
De la mateixa manera que amb els descobriments anteriors de tetraquarks, no està del tot clar si la nova partícula és un ‘veritable tetraquark’, és a dir, un sistema de quatre quarks estretament units, o un parell de partícules de dos quarks unides dèbilment en una estructura similar a una molècula. De qualsevol manera, el nou tetraquark ajudarà els teòrics a provar models de cromodinàmica quàntica, la teoria de la interacció forta.
