El CERN acaba de encontrar una nueva partícula subatómica: el pentaquark

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Los científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas han logrado otro hito en la búsqueda de un nuevo estado de la materia llamado“pentaquark”.

La existencia de los pentaquarks fue predicha hace ya más de 50 años, pero nunca hasta ahora se habían observado experimentalmente. La persona que hizo la predicción fue Murray Gell-Mann, que cambió nuestra comprensión de la estructura de la materia y ganó por ello el Premio Nobel de Física en 1969 .

Muchos experimentos de física de partículas desde la década de 1990 parecían haber visto pentaquarks, pero sus afirmaciones no pudieron ser replicadas o verificadas. Los nuevos resultados del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra, desde que se reinició a principios de 2015 ha sido capaz de producir el doble de la energía de colisión, permitiendo a los científicos observar fenómenos nunca antes vistos .

Las pequeñas partículas, como protones, son aceleradas a casi la velocidad de la luz con la ayuda de los imanes y se hacen chocar a gran velocidad, casi a mil millones de km/h, causando una liberación instantánea de energía parecida a la que habría existido en el comienzo del universo durante el Big Bang. 

Al igual que los electrones, los quarks son partículas fundamentales, es decir, que no se pueden dividir más. Sin embargo, a diferencia de los electrones, los quarks no pueden ser observados directamente, pero su presencia puede ser detectada en forma de partículas compuestas como los protones, los cuales se componen de tres quarks.

Pues bien, un pentaquark, como su nombre indica, se compone de cinco quarks. El entorno en el que se puede formar esta exótica partícula es el de una supernova, cuando una estrella explota y libera toda su energía en un período muy corto de tiempo, en vez liberarla durante los miles de millones de años de vida media.

Los científicos admiten que no estaban buscando específicamente lo pentaquarks, pero llegaron a la conclusión de su existencia mediante la exclusión de todas las demás posibilidades.

“Beneficiándose de la gran conjunto de datos proporcionado por el LHC, y la excelente precisión de nuestro detector, hemos examinado todas las posibilidades de estas señales, y concluir que sólo pueden explicarse por los estados pentaquark”, dijo Tomasz Skwarnicki de la Universidad de Syracuse.

Ahora que los científicos del LHC han encontrado un tipo de pentaquark, están buscando otros. Cuando lo hagan, los resultados ayudarán a perfeccionar su comprensión de lo que sucede en estas explosiones espectaculares que ocurren con frecuencia en el universo.

Este descubrimiento no amplía nuestros conocimientos más allá del Modelo Estándar, pero es muy importante porque permite a los físicos conocer con más profundidad la estructura de los protones y los neutrones, dos de los constituyentes esenciales de la materia. El reto que tienen ahora por delante los grupos de científicos que han participado en este experimento, conocido como LHCb, es entender mejor las fuerzas que mantienen unidos los cinco quarks de esta partícula.

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En cualquier caso, esta fase de actividad del LHC aún no ha terminado, por lo que durante los próximos meses los investigadores del CERN seguirán haciendo experimentos para, entre otros objetivos, intentar arrojar luz acerca de uno de los grandes enigmas que se plantea la física actual: la existencia de la energía oscura y su responsabilidad en la aceleración de la expansión del Universo.

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