El modelo estándar de física de partículas es la teoría fundamental que resume elegantemente nuestra comprensión de las fuerzas y partículas fundamentales que constituyen el universo. Piense en ello como una especie de tabla periódica de la física de partículas. Este modelo clasifica todas las partículas subatómicas conocidas, incluidos seis tipos de quarks, seis tipos de leptones (como el electrón) y partículas portadoras de fuerza como fotones para el electromagnetismo, gluones para la fuerza fuerte y bosones W y Z para la fuerza débil. .
Los protones y neutrones no forman parte del modelo estándar porque son partículas más grandes formadas por quarks. Todas las partículas más grandes y toda la materia están formadas únicamente por quarks y leptones.
Entre las muchas partículas predichas por el Modelo Estándar, algunas bichos raros hasta ahora han escapado a la confirmación. Esto incluye las “bolas de pegamento”, o haces de partículas hechas enteramente de gluones, las partículas que transmiten la fuerza fuerte. En otras palabras, una bola de pegamento es una partícula hecha enteramente de fuerza. Fanáticos de Star Wars, ¡regocíjense!
No dejes que el ridículo nombre te engañe. Las bolas de pegamento son extremadamente interesantes y, a pesar de su naturaleza esquiva, muchos físicos de partículas que se precien están convencidos de que realmente existen. Más recientemente, un trabajo de décadas en un colisionador de partículas en Beijing podría haber encontrado finalmente la primera evidencia de una bola de pegamento, una nueva partícula llamada X(2370) que se desintegra a partir de un tipo específico de mesón, conocido como J/ψ.
Una pelota hecha de fuerza
La diferencia clave entre las bolas de pegamento y otras partículas radica en su composición y las interacciones que implican. En los hadrones típicos, como los protones y los neutrones, los gluones actúan como el “pegamento” que media la fuerza fuerte entre los quarks. Por el contrario, las bolas de pegamento son estados gluónicos puros; esencialmente, grupos de gluones que se unen entre sí. Esta autointeracción es una característica única que surge de la propiedad de los gluones de poder interactuar entre sí, a diferencia de otros portadores de fuerza como los fotones en el electromagnetismo.
Detectar y estudiar bolas de pegamento es un desafío porque se espera que se mezclen con otras partículas que contienen quarks y se descompongan en partículas más familiares, lo que las hace difíciles de alcanzar en las observaciones experimentales.
Desde que entró en funcionamiento por primera vez en 2008, el Espectrómetro III de Beijing, un experimento detector de partículas situado en el Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing, ha registrado la friolera de 10 mil millones de eventos que formaron partículas J/ψ. Estas son algunas de las partículas más inestables que existen, y existen por un breve momento antes de descomponerse en otra cosa, incluida la recién identificada partícula X(2370).
X(2370) presenta propiedades intrigantes consistentes con las que se esperan de una bola de pegamento. No muestra carga eléctrica, tiene paridad impar y una masa dentro del rango previsto para el estado de bola de pegamento más ligero. Los hallazgos también se alinean notablemente bien con las predicciones de la cromodinámica cuántica Lattice (QCD), un método computacional que recientemente ha madurado lo suficiente como para predecir partículas tan exóticas con alta precisión.
Según los investigadores chinos, la significancia estadística de los resultados es superior a 5 sigma. Eso significa que hay solo un 0,00006% de posibilidades de que la lectura sea una anomalía estadística aleatoria.
Se necesita más estudio
A pesar de estos resultados prometedores, siguen existiendo motivos para ser cautelosos. La tasa de producción y las proporciones de ramificación del X(2370) no se alinean completamente con las expectativas iniciales de la bola de pegamento. Es posible que esta partícula represente otro estado exótico, como un tetraquark, en lugar de una verdadera bola de pegamento, comentó el físico y periodista científico Ethan Siegel en un artículo. Gran pensamiento artículo.
“Sin embargo, con la producción de muchos cientos de miles de partículas X(2370) como resultado de la desintegración de más de 10 mil millones de partículas J/ψ, ahora hemos medido sólidamente más propiedades que nunca de esta partícula exótica. Ahora es el candidato más convincente e interesante para una bola de pegamento: una especie de partícula compuesta que debería existir, pero que nunca antes se había visto. Aún queda trabajo por hacer para determinar la naturaleza completa de la partícula X(2370), pero esta es la evidencia más sólida de la existencia de una bola de pegamento jamás presentada en el mundo. Si no existen bolas de pegamento en toda la naturaleza, entonces algo nuevo anda mal con el Modelo Estándar. Sin embargo, si existen bolas de pegamento, la X(2370) podría ser la primera revelada a la humanidad”, escribió Siegel.
Los nuevos hallazgos aparecieron en el Cartas de revisión física.
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