Los éxitos siguen viniendo del Laboratorio Nacional Acelerador Fermi del Departamento de Energía. En lo que va de mes, el laboratorio ha anunciado el descubrimiento de un raro único quark superior , y luego redujo la brecha — dos veces, en realidad - para la masa de la elusiva partícula del bosón de Higgs, o 'partícula de Dios', que se cree que da a todas las demás partículas su masa.
Ahora, los científicos han detectado una partícula nueva, completamente no teorizada, que desafía lo que los físicos pensaban que sabían sobre cómo los quarks se combinan para formar materia. Lo llaman Y (4140), lo que refleja su masa medida de 4140 megaelectronvoltios.
'Debe estar tratando de decirnos algo', dijo Jacobo Konigsberg de la Universidad de Florida, portavoz del equipo de detectores de colisionadores de Fermilab. 'Hasta ahora, no estamos seguros de qué es eso, pero tenga la seguridad de que seguiremos escuchando'.
El modelo estándar de partículas y fuerzas elementales incluye seis quarks, que se unen para formar partículas compuestas. Crédito: Fermilab
La materia tal como la conocemos comprende bloques de construcción llamados quarks. Los quarks encajan de varias formas bien establecidas para construir otras partículas: mesones, hechos de un par quark-antiquark, y bariones, hechos de tres quarks.
Pero recientemente, los colisionadores de electrones y positrones en el Laboratorio Nacional Acelerador SLAC de Stanford y el laboratorio japonés KEK han revelado ejemplos de estructuras de quarks compuestas, llamadasXyY partículas - que no son los mesones y bariones habituales. Y ahora, la colaboración Collider Detector at Fermilab (CDF) ha encontrado evidencia de la partícula Y (4140).
La partícula Y (4140) se descompone en un par de otras partículas, J / psi y phi, lo que sugiere a los físicos que podría ser una composición de quarks encantadores y anticharm. Sin embargo, las características de esta descomposición no se ajustan a las expectativas convencionales para tal maquillaje. Otras posibles interpretaciones más allá de una estructura simple de quark-antiquark son partículas híbridas que también contienen gluones, o incluso combinaciones de cuatro quark.
Los científicos del Fermilab observaron partículas Y (4140) en la desintegración de una partícula producida con mucha más frecuencia que contiene un quark inferior, llamado mesón B +. Examinando billones de colisiones protón-antiprotón del Tevatrón de Fermilab, identificaron una pequeña muestra de mesones B + que decaían en un patrón inesperado. Un análisis adicional mostró que los mesones B + se estaban desintegrando en Y (4140).
La partícula Y (4140) es el miembro más nuevo de una familia de partículas de características inusuales similares observadas en los últimos años por experimentadores en Tevatron de Fermilab, así como en KEK y el laboratorio SLAC, que opera en Stanford a través de una asociación con los EE. UU. Departamento de Energía.
'Felicitamos a la CDF por la primera evidencia de un nuevo estado Y inesperado que se descompone en J / psi y phi', dijo el físico japonés Masanori Yamauchi, portavoz de KEK. “Este estado puede estar relacionado con el estado Y (3940) descubierto por Belle y podría ser otro ejemplo de un hadrón exótico que contiene quarks encantadores. Intentaremos confirmar este estado en nuestros propios datos de Belle '.
Los físicos teóricos están tratando de descifrar la verdadera naturaleza de estas exóticas combinaciones de quarks que quedan fuera de nuestra comprensión actual de mesones y bariones. Mientras tanto, los experimentalistas continúan felizmente buscando más partículas de este tipo.
'Estamos construyendo sobre nuestro conocimiento pieza por pieza', dijo el portavoz de Fermilab, Rob Roser, 'y con suficientes piezas, entenderemos cómo encaja este rompecabezas'.
La observación Y (4140) es el tema de un artículo enviado por CDF aCartas de revisión físicaesta semana. Además de anunciar Y (4140), la colaboración del experimento CDF presenta más de 40 nuevos resultados en la Conferencia Moriond sobre Cromodinámica Cuántica en Europa esta semana, incluido el descubrimiento de la producción de top-quark electrodébil y un nuevo límite en el bosón de Higgs, en concierto. con experimentadores de la colaboración DZero de Fermilab.
Fuente: Fermilab
