Més enllà del pentaquark

El reciente descubrimiento del llamado pentaquark,una nueva partícula observada en el gran colisionador (LHC) de Ginebra, ha cogido desprevenido a más de un científico. No tanto por el interés del descubrimiento, algo que es evidente, sino porque no es lo que se esperaba de la gran instalación del CERN. “¡Nadie esperaba un pentaquark ahora!”, observa Santi Peris, físico de laUniversitat Autònoma de Barcelona (UAB).

El colisionador está pensado sobre todo para superar el Modelo Estándar, la teoría física más asentada sobre el comportamiento de la materia. Esta teoría, sin embargo, tiene puntos débiles: por ejemplo, no explica la naturaleza de la materia oscura (desconocida) que constituye gran parte del Universo; ni tampoco la diferencia entre la gravedad y las otras fuerzas de la naturaleza; ni por qué los objetos están hechos de materia y no de antimateria. “De momento, todo [lo encontrado en el LHC] parece muy compatible con el Modelo Estándar”, observa Aurelio Juste, investigador ICREA en el Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) de Cerdanyola. Ahora los científicos aguardan a los resultados obtenidos tras reiniciar el acelerador el pasado junio al doble de energía.

TRAS LOS PASOS DEL BOSÓN DE HIGGS

El celebrado bosón de Higgs, descubierto en el LHC en el 2012, confirmó Modelo Estándar. El pentaquark, la segunda nueva partícula descubierta en él, también encaja. Es una agregación de cinco quarks, las partículas que, en grupos de tres, forman los protones y los neutrones, que a su vez constituyen todos los objetos. Hasta ahora no se habían encontrado en grupos de cinco. Aunque se disuelven al poco de aparecer, habrá que tenerlos en cuenta. Quizá podrían desempeñar un papel en los núcleos de las estrellas, cuando colapsan camino de convertirse en agujeros negros. Y, asimismo, puede que en épocas remotas del Universo existieran de forma más estable.

Una vez hallado el pentaquark, casi seguramente se encontrarán otras agregaciones exóticas de quarks, observa Joan Soto Riera,investigador de la Universitat de Barcelona (UB). Pero ¿qué podría encontrar el LHC más allá de ello, es decir, más allá del Modelo Estándar?

“Una primera vía es la producción directa [de partículas]”, afirmaJoaquim Matías, de la UAB. Es decir, hacer chocar las partículas que corren en el LHC y buscar objetos desconocidos entre los productos. “Así se espera encontrar partículas supersimétricas: gluinos, quarks o neutralinos -estos últimos candidatos a constituyentes de la materia oscura”, explica Matías-. La supersimetría, una teoría que supera el Modelo Estándar, prevé la existencia de estas partículas. “Sin embargo, de momento no se ha encontrado nada más allá del bosón de Higgs [por este método]”, observa Matías.

DEDUCCIÓN INDIRECTA

El segundo enfoque es la producción indirecta. Es decir, observar los productos de la desintegración de una partícula y deducir de sus respectivas proporciones las características de partículas desconocidas que han participado en la desintegración. Este enfoque explotado en el LHCb, uno de los experimentos del LHC, ya generó un montón de comportamientos anómalos cuando la instalación trabajaba con la mitad de la energía actual. Una de las más importantes afecta a la desintegración del mesón B, descubierta entre otros por Matías. En los próximos meses se podrían hallar pruebas de que esta anomalía se debe a la partícula Z’, que podría ser el primer objeto no previsto por el Modelo Estándar que se encontrara en el LHC. Esta partícula está prevista por teorías imaginadas para intentar entender la diferencia entre la gravedad y las otras fuerzas.

Juste cree que el bosón de Higgs dará más que hablar. “A lo mejor, en lugar de tener un bosón de Higgs hay cinco, como prevé la supersimetría”, afirma. Este científico está estudiando un proceso en el cual el Higgs interactúa con otras partículas, para entender los mecanismos con los cuales ese bosón hace su función fundamental: proporcionar masa a todas las otras partículas.

Donde los científicos van más perdidos, de momento, es en el motivo por el cual, en los inicios del Universo, la materia prevaleció sobre la antimateria. Sin embargo, Peris alerta sobre hacer predicciones en ciencia. “Por definición, no sabemos de dónde va a salir un descubrimiento. A veces uno busca una cosa y encuentra otra. El hallazgo del pentaquark es una prueba de ello. Lo que es cierto es que de todo lo que se encuentra se va a aprender”, concluye.

http://www.elperiodico.com/es/noticias/sociedad/mas-alla-del-pentaquark-4369384

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