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» » Una nueva partícula bottomonium hace su debut

El 08 de noviembre cuestión de la simetría contaba la historia de última hora del experimento hurrah de BaBar, el afán por encontrar una partícula denominada eta sub b, la de más baja energía perteneciente a la familia bottomonium. Ahora informan de los resultados de esa búsqueda con otro miembro de la bottomonium, en los datos de BaBar y Belle. Esto se publicó el 31 de marzo 2011 en SLAC Today.

Los datos recogidos por el experimento BaBar, durante sus últimos meses de operación en 2008, apuntan a un nuevo miembro de la familia "bottomoniana" de partículas subatómicas. La colaboradora de BaBar y físico de SLAC, Valentina Santoro, presentó los resultados el pasado mes en el Lake Louise Winter Institute, en una conferencia anual celebrada en Lake Louise, Alberta, Canadá. El hallazgo añade otra pieza al modelo de la fuerza "fuerte", que une las partículas subatómicas, concretamente del núcleo atómico.

En 2008, los miembros de la colaboración BaBar anunciaron que había descubierto la partícula bottomonium de energía más baja, llamada ηb (pronunciado eta-sub-b). El consecuente estudio posterior de BaBar confirmó el hallazgo en 2009. Y el continuo examen del conjunto final de datos de BaBar, ha revelado otra de las partículas de la familia bottomonium, denominada hb (h sub b).

De las diversas variantes de bottomonium predichas (un quark abajo unido a un anti-quark abajo), ya han sido observadas varias, la primera fue hace más de treinta años. Pero muchas de esas predicciones permanecen sin ser vistas. Cada una que se descubre ofrece una valiosa ventana dentro de la cromodinámica cuántica, o QCD, explicó Steve Robertson, físico coordinador de análisis de BaBar. QCD es una teoría sobre la fuerza fuerte que une los quarks de los protones y neutrones que forman los núcleos atómicos (y en última instancia, a nosotros). Es una parte importante del modelo estándar, que en la actualidad es la teoría física que mejor explica la materia, la energía y cómo ambas interactúan.

"Dado que estas partículas bottomonium se mantienen unidas por la fuerza de las interacciones fuertes, el estudio de las partículas se convierte en una buena forma de estudiar la fuerza nuclear fuerte", explicó Robertson. Aunque su estudio no es fácil.

La fuerza fuerte, aunque con eficacia limitada a las longitudes que abarcan el núcleo atómico, es realmente fuerte. Los quarks individuales nunca han sido aislados, y todas las partículas bottomonium inestables se desintegran rápidamente en partículas más ligeras y menos exóticas. Esto significa que los físicos de partículas deben estudiarlas indirectamente, como productos finales de una colisión de partículas, después de cualquier bottomonia se haya desintegrado, y se hayan trazado los procesos necesarios para crear estos productos descompuestos. De esta forma, se puede determinar la naturaleza de la partícula al comienzo de esa cadena de desintegraciones de partículas. Esto es algo parecido a revisionar una película hacia atrás, para ver que los fragmentos de porcelana tirados por el suelo de la cocina vuelan por al aire, y vuelven a montarse a sí mismos en una taza de café sobre la mesa.

Los investigadores de BaBar combinaron los datos de más de 120 millones de colisiones electrón-positrón para encontrar esos fragmentos. También redujeron las posibilidades de creación de la partícula hb, y confirmaron las predicciones teóricas de su masa.

En menos de dos semanas, después de Santoro, un grupo de investigadores de Belle presentaron sus resultados, producto de una colaboración con sede en la instalación KEK de Japón, y anunciaron la observación de la partícula hb mientras estudiaban un proceso completamente diferente y algo inesperado de desintegración. Hablando en sentido figurado, los investigadores de Belle vieron la misma pila de fragmentos de porcelana montándose en una taza de café.

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Editor del blog Pedro Donaire

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