Quarks en la intimidad | Letras Libres
artículo no publicado

Quarks en la intimidad

El descubrimiento del pentaquark muy posiblemente anuncia el camino hacia una nueva física.

 

En septiembre de 2014, durante los festejos del sexagésimo aniversario del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) visité en Ginebra a mi amigo Frederic Theubert, uno de los físicos jóvenes más talentosos entre los cazadores de partículas y quien forma parte del experimento LHC-b ("Large Hadron Collider beauty experiment") que para entonces había descubierto un exótico conglomerado de cinco quarks. Y aunque su existencia ya había sido sugerida por el ilustre Murray Gell-Man, premio Nobel de Física en 1969 por su hallazgo de los quarks, nunca se habían visto antes en la naturaleza.

En ese entonces la confianza en los datos no pasaba de sigma 3 (en una escala de 1 al 5, donde este último dígito significa una certeza tal en las verificaciones experimentales que los investigadores pueden atreverse a someterlo para su publicación en una revista arbitrada), pero a principios de junio, el tiovivo llamado LHC produjo datos en Sigma 5 acerca de la existencia de esta nueva familia de partículas.

El experimento LHC-b es uno de las cuatro mayores colaboraciones internacionales dedicadas al estudio de la intimidad quarziana, junto con ATLAS, ALICE y CMS. Se especializa en estudiar partículas “beauty”[1] e inferir las causas de por qué un segundo después del origen del Universo desapareció la antimateria.  

Los detectores de LHC-b son unfino Transformer, constituido por personas y máquinas, que puede mirar con asombrosa “luminosidad” la estructura interna de los últimos constituyentes de la materia, lo que significa que es capaz de observarlos interactuar. Los niveles de energía alcanzados por el LHC no solo hacen palidecer a los que creían que la Física era aburrida y estaba en el estertor de su vida, sino que empieza a obtener dividendos debido a su persistencia por dominar una teoría “rebelde”: la cromodinámica cuántica. Algunos se frotan las manos porque una mayor potencia y luminosidad permitirá que los detectores alrededor del Gran Colisionador de Hadrones tengan la posibilidad de encontrar nuevas maravillas en el dominio de lo infinitamente pequeño.

Hace un par de días le pregunté a Frederic su opinión:

“El artículo de LHC-b es sólido […] y se ha hecho un buen trabajo para asegurarnos de que lo que los datos nos muestran es real y no una jugarreta del detector o una pifia de la reconstrucción. De hecho, el análisis es tan sofisticado que hemos tardado algo más de un año en terminar todos las verificaciones cruzadas. Así que, a pesar de las falsas evidencias de pentaquarks en los últimos años, creo que esta vez las pruebas son buenas”.

Vale la pena hacer notar, me aclara Frederic, que el descubrimiento de que los hadrones, es decir, las partículas compuestas por quarks y gluones, no solamente pueden encontrarse en parejas de quark-antiquark (llamados mesones) y tríos de (anti-)quarks (que se conocen como bariones), sino que también pueden formar naturalmente tetraquarks y ahora pentaquarks, va a resultar esencial a la hora de comprender cómo operan las interacciones fuertes[2] entre las subpartículas atómicas de acuerdo a la cromodinámica cuántica o QCD.

En cromodinámica cuántica es difícil hacer cálculos con precisión, así que este descubrimiento puede ayudar a entender mejor cómo interactúan los quarks y los gluones. Es muy posible que estemos en el camino hacia una nueva física.

 


[1] Hoy día se conocen tres tipos de quarks y  sus respectivas antipartículas: quark fondo, quark abajo, quark arriba, quark cima, quark extraño y quark encanto.

[2] La interacción fuerte es la responsable de que protones y neutrones mantengan cohesión en los núcleos. Dado que actúa a una distancia de 10-13 cm, la repulsión electromagnética de los protones a esa pequeñísima distancia no puede superarla, pues la atracción fuerte es cien veces superior. Es su dominio pero es poco conocido a un nivel tan fino.