Descubren una partícula hecha únicamente de fuerza nuclear

Descubren una partícula hecha únicamente de fuerza nuclear

Investigadores de la Universidad de Tecnología de Viena han descubierto una partícula llamada GlueBall: Una partícula inestable hecha enteramente de Gluones.

Los protones y los neutrones están formados de partículas aún más pequeñas que ellos llamados quarks. Estos quarks se mantienen unidos por una partícula portadora de la interacción nuclear fuerte llamada Gluón. En inglés, este nombre hace referencia al pegamento (Glue).

El Gluón es una partícula fundamental de la clase de los Bosones que se encarga de «unir» los quarks a través de la interacción nuclear fuerte. No poseen masa ni carga eléctrica, pero si carga de color, por lo que también es afectado por la interacción nuclear fuerte.

Teóricamente, existen ocho variedades de gluones, cada uno con una combinación de color-anticolor, y ellos pueden interactuar con si mismos (debido a la carga de color) para formar estados enlazados. Esto indica que, en teoría, una partícula formada enteramente de gluones, es posible.

Pero estas partículas enlazadas de fuerza nuclear pura existen durante tan poco tiempo que no pueden ser observadas directamente. Por esto, los investigadores han trabajado duro para formular descripciones teoréticas precisas del proceso de decaimiento de estas partículas para así estudiar las partículas que se producen durante el decaimiento y poder identificar estas elusivas partículas, a las que llamaron Glueballs, por estar enteramente compuestas de gluones.

Los Profesores Anton Rebhan y Frederic Brünner de la Universidad de Tecnología de Viena han utilizado un nuevo enfoque teórico para calcular el decaimiento de las glueball aplicando física bastante sofisticada. Ellos analizaron posibles patrones de descomposición mediante el uso de extensiones de la teoría cuántica para más de tres dimensiones con la inclusión de las interacciones gravitatorias entre las partículas. La gravedad actualmente no está incluida en las teorías cuánticas generales, y la conciliación de la relatividad general con la mecánica cuántica es uno de los grandes problemas sin resolver en la física moderna.

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El modelo de descomposición propuesto por los investigadores es consistente con uno de los dos candidatos experimentales para las Glueballs: Una partícula llamada mesón f0 (1710), que ha sido encontrada en un número significativo de experimentos al rededor del mundo. Y aunque falta todavía recolectar más datos para tener una certeza mayor, los investigadores se encuentran emocionados de lo que esto puede significar para la física de partículas.

Esta partícula tiene una masa suficientemente grande, lo que concuerda mejor con simulaciones por computadora, pero cuando se descompone, produce muchos quarks pesados (los llamados «quarks extraños»). Para muchos científicos de partículas, esto parecía inverosímil, porque las interacciones gluones no suelen diferenciar entre quarks más pesados y ligeros.

Según los investigadores, hay que tomar un nuevo enfoque para solucionar este misterio. Existen conexiones fundamentales entre las teorías cuánticas que describen el comportamiento de las partículas en nuestro mundo tridimensional y ciertos tipos de teorías de gravitación en espacios de dimensiones superiores. Esto significa que ciertas preguntas de física cuántica pueden ser contestadas utilizando herramientas de la física gravitacional.

En los próximos meses, se espera que más datos sean recolectados por el acelerador de partículas de Beijin, el BES-III y el CERN para elevar la certeza sobre este descubrimiento que podría confirmar la interacción gravitacional más allá de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo.

Hallar evidencia acerca de esta interacción gravitacional podría ponernos más cerca de una teoría que unifique todas las interacciones nucleares en una sola teoría: La teoría unificada.

Fuente: Wien Technische Universität