Una nueva partícula permitirá explicar la fuerza que une los núcleos atómicos

Físicos de la Universidad de Warwick han descubierto una nueva partícula subatómica que «transformará nuestra comprensión» de la fuerza fundamental de la naturaleza que une los núcleos de los átomos.

Físicos de la Universidad de Warwick han descubierto una nueva partícula subatómica que “transformará nuestra comprensión” de la fuerza fundamental de la naturaleza que une los núcleos de los átomos.

Denominada DS3*(2860)-, la partícula, un nuevo tipo de mesón -un bosón que responde a la interacción nuclear fuerte-, fue descubierta por el análisis de los datos recogidos con el detector LHCb del Gran Colisionador de Hadrones del CERN.

La nueva partícula está unida de una manera similar a los protones. Debido a esta similitud, los investigadores de Warwick argumentan que los científicos podrán ahora estudiar la partícula para comprender mejor las interacciones fuertes, la fuerza fundamental de la naturaleza encontrada dentro de los protones del núcleo del átomo.

Junto con la gravedad, la interacción electromagnética y la fuerza nuclear débil, las interacciones fuertes son una de las cuatro fuerzas fundamentales. El científico principal, el profesor Tim Gershon, del Departamento de Física de Warwick, explica:

“La gravedad describe el universo a gran escala, de las galaxias a la caída de la manzana de Newton, mientras que la interacción electromagnética es responsable de que las moléculas se unan entre sí y también de que los electrones se sitúen en órbita alrededor del núcleo de un átomo.

“La interacción fuerte es la fuerza que une los quarks, las partículas subatómicas que forman los protones dentro de los átomos, juntos. Es tan fuerte que la energía de enlace del protón da una contribución mucho mayor a la masa, a través de la ecuación de Einstein E = mc2, que los propios quarks”.

Debido en parte a la relativa simplicidad de las fuerzas, los científicos han sido previamente capaces de resolver las ecuaciones detrás de la gravedad y las interacciones electromagnéticas, pero la fuerza de la interacción fuerte hace que sea imposible de resolver las ecuaciones de la misma manera.

“Los cálculos de las interacciones fuertes se hacen con una técnica de cómputo intensivo llamado celosía QCD,“ dice el profesor Gershon. “Con el fin de validar estos cálculos es esencial poder comparar las predicciones de experimentos. La nueva partícula es ideal para este propósito, ya que es la primera conocida que contiene un quark encantop y un valor de giro o espín 3”

Hay seis quarks conocidos por los físicos: arriba, abajo, extraño, encanto, belleza y superior. Los protones y los neutrones están compuestos de quarks arriba y abajo, pero las partículas producidas en aceleradores como el LHC pueden contener los quarks inestables más pesados. Además, algunas de estas partículas tienen valores de giro más altos que las partículas estables de origen natural.

“Debido a que la nueva partícula contiene un quark encanto pesado es más fácil para los teóricos hacer el cálculo de sus propiedades. Y como tiene un espín 3, no puede haber ninguna ambigüedad acerca de lo que es la partícula”, añade el profesor Gershon. “Por lo tanto, proporciona un punto de referencia para futuros cálculos teóricos. Mejoras en estos cálculos transformarán nuestra comprensión de cómo los núcleos están unidos entre sí.”