Hoy en la Conferencia de la EPS sobre Física de Altas Energías en Venecia, el experimento LHCb en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN ha informado de la observación de Ξ _cc ⁺⁺ (Xi _cc ⁺⁺ ) una nueva partícula que contiene dos quarks encanto y un quark up. La existencia de esta partícula de la familia de bariones era esperada por las teorías actuales, pero los físicos han estado buscando bariones con dos quarks pesados ​​durante muchos años. La masa de la partícula recién identificada es de aproximadamente 3621 MeV, que es casi cuatro veces más pesado que el barión más conocido, el protón, una propiedad que surge de su contenido de quark doblemente encantado. Es la primera vez que una partícula de este tipo se detecta sin ambigüedades.

Casi toda la materia que vemos a nuestro alrededor está hecha de bariones, que son partículas comunes compuestas por tres quarks, los más conocidos son los protones y neutrones. Pero hay seis tipos de quarks existentes, y, en teoría, muchas combinaciones potenciales diferentes podrían formar otros tipos de bariones. Los bariones observados hasta ahora están hechos de, a lo sumo, un quark pesado.

"Encontrar un barión de quark doblemente pesado es de gran interés, ya que proporcionará una herramienta única para investigar más la cromodinámica cuántica, la teoría que describe la interacción fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales, "dijo Giovanni Passaleva, nuevo portavoz de la colaboración LHCb. "Estas partículas nos ayudarán a mejorar el poder predictivo de nuestras teorías".

"A diferencia de otros bariones, en el que los tres quarks realizan una elaborada danza uno alrededor del otro, Se espera que un barión doblemente pesado actúe como un sistema planetario, donde los dos quarks pesados ​​desempeñan el papel de estrellas pesadas que orbitan una alrededor de la otra, con el quark más ligero orbitando alrededor de este sistema binario, "agregó Guy Wilkinson, ex portavoz de la colaboración.

Midiendo las propiedades del Ξ _cc ⁺⁺ ayudará a establecer cómo se comporta un sistema de dos quarks pesados ​​y un quark ligero. Se pueden obtener conocimientos importantes midiendo con precisión los mecanismos de producción y descomposición, y la vida útil de esta nueva partícula.

La observación de este nuevo barión resultó ser un desafío y ha sido posible debido a la alta tasa de producción de quarks pesados ​​en el LHC y a las capacidades únicas del experimento LHCb. que puede identificar los productos de descomposición con excelente eficiencia. El Ξ _cc ⁺⁺ barión se identificó a través de su desintegración en un Λ _C ⁺ barión y tres mesones más ligeros K ^- , π ⁺ y π ⁺ .

La observación de la Ξ _cc ⁺⁺ en LHCb eleva las expectativas de detectar otros representantes de la familia de bariones doblemente pesados. Ahora serán buscados en el LHC.

Este resultado se basa en datos de 13 TeV registrados durante la ejecución 2 en el Gran Colisionador de Hadrones, y confirmado utilizando datos de 8 TeV de la ejecución 1. La colaboración ha enviado un artículo que informa estos hallazgos a la revista. Cartas de revisión física .