Un evento típico de LHCb completamente reconstruido. Partículas identificadas como piones, kaon, etc. se muestran en diferentes colores. Crédito:Colaboración LHCb
El experimento LHCb en el CERN es un semillero de resultados físicos nuevos y sobresalientes. Solo en los últimos meses la colaboración ha anunciado la medición de una desintegración de partículas muy rara y la evidencia de una nueva manifestación de asimetría materia-antimateria, por nombrar solo dos ejemplos.
En un documento publicado hoy, la colaboración LHCb anunció el descubrimiento de un nuevo sistema de cinco partículas, todo en un solo análisis. La excepcionalidad de este descubrimiento es que observar cinco nuevos estados a la vez es un evento bastante único.
Se encontró que las partículas eran estados excitados - un estado de partícula que tiene una energía más alta que la configuración mínima absoluta (o estado fundamental) - de una partícula llamada "Omega-c-cero", Ω C 0 . Este Ω C 0 es un barión, una partícula con tres quarks, que contiene dos quark "extraño" y uno "encanto". Ωc0 decae a través de la fuerza fuerte en otro barión, llamado "Xi-c-plus", Ξc + (que contiene un "amuleto", un quark "extraño" y un "arriba") y un kaon K -. Entonces el Ξc + la partícula se desintegra a su vez en un protón p, un kaon K- y un pion π + .
A partir del análisis de las trayectorias y la energía que dejan en el detector todas las partículas en esta configuración final, la colaboración LHCb podría rastrear el evento inicial:la caída de la Ω C 0 - y sus estados de excitación. Estos estados de partículas se denominan, según la convención estándar, Ω C (3000) 0, Ωc (3050) 0 , Ω C (3066) 0 , Ωc (3090) 0 y Ωc (3119) 0 . Los números indican sus masas en megaelectronvoltios (MeV), medido por LHCb.
Este descubrimiento fue posible gracias a las capacidades especializadas del detector LHCb en el reconocimiento preciso de diferentes tipos de partículas y también gracias al gran conjunto de datos acumulado durante la primera y segunda ejecución del Gran Colisionador de Hadrones. Estos dos ingredientes permitieron identificar los cinco estados excitados con un nivel abrumador de significación estadística, lo que significa que el descubrimiento no puede ser solo una casualidad estadística de datos.
El siguiente paso será la determinación de los números cuánticos de estas nuevas partículas, números característicos utilizados para identificar las propiedades de una partícula específica, y la determinación de su significado teórico. Este descubrimiento contribuirá a comprender cómo los tres quarks constituyentes están ligados dentro de un barión y también a probar la correlación entre quarks, que juega un papel clave en la descripción de estados de quarks múltiples, como tetraquarks y pentaquarks.
