O experimento LHCb do Gran Colisionador de Hadróns (LHC) acaba de descubrir unha nova clase de partículas coñecidas como ‘pentaquarks’, formadas por catro quarks e un antiquark (a súa antipartícula), da que ata agora non se tiñan obtido evidencias contundentes. “O modelo de quarks proposto hai máis de 50 anos non exclúe a posibilidade de que existan partículas formadas por máis de tres quarks, pero estes chamados hadróns exóticos so empezaron a dar mostras da súa existencia uns anos atrás”, explica Juan Saborido, responsable do grupo da USC participante en LHCb, no que tamén participan investigadores das universidades de Barcelona, Ramón Llul e do Instituto de Física Corpuscular. Para o investigador da institución compostelá, o descubrimento destas novas partículas formadas por cinco quarks, “no implica física máis alá do Modelo Estándar, pero é un achado moi importante para o entendemento da estrutura dos hadróns”.
Como tamén afirma o portavoz do experimento LHCb, Guy Wilkinson, “o pentaquark non é so unha nova partícula”, xa que “supón un modo de agrupar os quarks, os constituíntes fundamentais de protóns e neutróns, dunha forma nunca vista en máis de cincuenta años de buscas experimentais”. Como engade, “estudar as súas propiedades permitirá entender mellor cómo se forma a materia ordinaria, os protóns e neutróns que nos compoñen”.
“Grazas á gran cantidade de datos proporcionado polo LHC e a excelente precisión do detector, examinamos todas as posibilidades da orixe destes sinais e concluímos que so se poden explicar por estados de pentaquarks”, declarou o físico de LHCb Tomasz Skwarnicki, da Universidade de Siracusa. Para ser precisos, engade, “os estados deben estar formados por dous quark up (arriba), un down (abaixo), un charm (encanto) e a súa antipartícula, un anti-charm”. O que distingue a LHCb é a súa capacidade para buscar pentaquarks con diferentes técnicas, aínda que todos apuntan a mesma conclusión. Os investigadores apuntan que o seguinte paso será estudar cómo os quarks se manteñen unidos nos pentaquarks.
Os físicos de Santiago participan nun gran equipo internacional
De cara ao futuro, Eugeni Graugés, do grupo da Universidade de Barcelona en LHCb, destaca a importancia do achado para a “validación de modelos de cromodinámica cuántica, ao confirmar a existencia de estados ligados cuxo contido en quarks é de cinco”. Neste mesmo senso, Fernando Martínez Vidal, do Instituto de Física Corpuscular, remarca que “aínda que sabemos dende 1964 que existen partículas constituídas por dous ou tres quarks, nada na natureza que rexe as súas interacción –a chamada cromodinámica cuántica– limita a que sexa así”. Para o desenvolvemento de futuras liñas de traballo, os datos que recompilará LHCb no run 2 do LHC recén iniciado permitirá realizar progresos neste senso.
