Una inusual desintegración de partículas que da que pensar

Dos de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) han revelado una nueva e inusual desintegración de un tipo de partículas, lo que está en «buen acuerdo» con las predicciones del Modelo Estándar de física de partículas de la década de los años 70.

Los resultados, que se publican en la revista Nature, podrían abrir, según sus autores, una ventana a teorías más allá de este Modelo Estándar, que describe las relaciones e interacciones de las partículas.

Es el caso de la supersimetría, teoría de la física de partículas que va más allá del citado modelo y que podría explicar la presencia de materia oscura en el Universo.

En este artículo han participado científicos de la Universidad de Santiago de Compostela y de la Universidad de Barcelona, en el experimento LHCb (realiza medidas de precisión), formado por más de 700 científicos de 69 centros de investigación de 17 países.

El otro experimento involucrado en esta investigación es el CMS -Solenoide Compacto de Muones que busca, entre otros, las partículas que forman la materia oscura-.

Para el director general del CERN, Rolf Heuer, este resultado es un excelente ejemplo de cooperación entre diferentes experimentos y muestra la impresionante precisión que se puede alcanzar cuando combinan sus medidas, según una nota de prensa del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), en Valencia.

En concreto, los investigadores han descrito la primera observación de una desintegración «muy inusual» de una partícula denominada mesón Bs, que se produce solo en las colisiones de alta energía de los aceleradores de partículas o en la naturaleza mediante interacciones de rayos cósmicos.

El mesón Bs, cuya medición es uno de los grandes desafíos de la física, es una partícula muy pequeña que, como el protón, está compuesta de otras menores llamadas «quarks» (cargas eléctricas pequeñas pero que a diferencia del electrón tienden a quedarse ligadas entre ellas a través de ‘pegamentos’ llamados gluones).

Según ha detallado a Efe Diego Martínez Santos, investigador de la Universidad de Santiago de Compostela y participante en el experimento LHCb, a diferencia del protón, que tiene tres quarks principales, el mesón Bs solo tiene dos y de cargas opuestas, con lo cual «externamente» es como una partícula neutra e inestable.

Todos sus componentes se mueven por tanto muy rápidamente y en algún momento toda esa «amalgama» puede romperse dando lugar a otras partículas, formadas en la desintegración.

Éste es el caso y es lo que se describe en este artículo: la desintegración de un mesón Bs en dos muones, similares a los electrones pero más pesados.

El Modelo Estándar predice que este infrecuente proceso subatómico ocurre unas cuatro veces cada mil millones de desintegraciones, pero no se había visto antes.

Los físicos han estado buscando evidencias de este proceso de desintegración durante más de 30 años.

Las observaciones, según Martínez Santos, están «en buen acuerdo» con las predicciones realizadas por el Modelo Estándar y se espera que los nuevos experimentos del LHC permitan investigaciones más precisas de esta desintegración. El resultado además tiene importantes implicaciones en la búsqueda de nuevas partículas.

El análisis publicado en Nature se basa en datos tomados en el LHC en 2011 y 2012.