Físicos del CERN han descubierto tres nuevas partículas exóticas

de los físicos La belleza del Gran Colisionador de Hadrones (LHCb) Colaboración en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN Anunciado hoy la observación del extraño pentaquark, el tetraquark doblemente cargado, y su contraparte neutra.

El extraño pentaquark P^L:_ψs:(4338)^0:, representado aquí como un par de hadrones estándar unidos libremente en una estructura similar a una molécula, compuesta por un quark charm y un antiquark charm, y un quark up, down y strange. Crédito de la imagen: CERN.

quarks son partículas elementales y vienen en seis sabores: Up, Down, Charm, Weird, Up y Down.

Por lo general, se combinan en grupos de dos y tres para formar hadrones, como los protones y los neutrones que forman los núcleos atómicos.

Sin embargo, más raramente, también pueden combinarse en partículas de cuatro y cinco quarks, o tetraquarks y pentaquarks.

Estos hadrones exóticos fueron predichos por los teóricos al mismo tiempo que los hadrones ordinarios, hace unas seis décadas, pero solo recientemente, en los últimos 20 años, han sido observados por el LHCb y otros experimentos.

La mayoría de los hadrones exóticos descubiertos en las últimas dos décadas son tetraquarks o pentaquarks, que contienen un quark charm y un antiquark charm, y los dos o tres quarks restantes son quarks up, down, o extraños o sus antiquarks.

Físicos en LHCb en 2020 fue encontrado un tetraquark que consta de dos quarks encanto y dos antiquarks encanto, y dos tetraquarks «encanto abiertos» que consisten en un antiquark encanto, un quark arriba, un quark abajo y un antiquark extraño.

Y ellos en 2021 fue encontrado Primer ejemplo de un tetraquark «doble encanto abierto» con dos quarks encanto y un antiquark arriba y abajo.

Izquierda: tetraquark T de doble carga^a_cs0:(2900)^++:. Derecha: su compañero neutral T^a_cs0:(2900)^0:. Crédito de la imagen: CERN.

Los descubrimientos anunciados hoy por la Colaboración LHCb incluyen nuevos hadrones exóticos, el extraño pentaquark P.^L:_ψs:(4338)^0:tetraquark T de doble carga^a_cs0:(2900)^++: y su compañero neutral T^a_cs0:(2900)^0:.

Observado en el análisis de descomposición de los mesones B cargados negativamente, P^L:_ψs:(4338)^0: Un pentaquark está compuesto por un quark charm, un antiquark charm y un quark up, down y strange. Este es el primer pentaquark que contiene un quark extraño.

T:^a_cs0:(2900)^++: es un tetraquark de encanto abierto compuesto por un quark de encanto, un antiquark extraño y un antiquark arriba y abajo.

Se observó en su contraparte neutra, T^a_cs0:(2900)^0:en un análisis conjunto de la descomposición de los mesones B neutros y cargados positivamente.

«Cuantos más análisis hacemos, más hadrones exóticos encontramos», dice el Dr. Nils Tuning, coordinador de física del LHCb.

«Estamos siendo testigos de un período de tal descubrimiento en la década de 1950, cuando se descubrió el ‘zoológico de partículas’ de hadrones, que finalmente condujo al modelo de quarks del hadrón convencional en la década de 1960».

«Estamos creando un ‘zoológico de partículas 2.0′», agregó.

«Descubrir nuevos tipos de tetraquark y pentaquark y medir sus propiedades ayudará a los teóricos a desarrollar un modelo unificado de hadrones exóticos, cuya naturaleza exacta se desconoce en gran medida», dijo el Dr. Chris Parkes, portavoz de LHCb Collaboration.

«También ayudará a comprender mejor los hadrones ordinarios».