Científicos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo, han confirmado la existencia de una nueva partícula compuesta, según ha informado el Centro Europeo Investigación Nuclear (CERN) de Ginebra y el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), ubicado en España.


Vista aerea del CERN, Suiza. Imagen: CERN

Tras analizar los datos de colisiones a 7 TeV (teraelectronvoltios) ocurridas en 2011, los científicos del LHC, conocido popularmente como la 'máquina del Big Bang', han corroborado la existencia de esta partícula, un barión. Los bariones son partículas compuestas por tres quarks, como el protón y el neutrón.


La nueva partícula muestra una señal clara (azul) por encima del nivel de fondo (rojo). Imagen: CMS/CERN.


El barión hallado es, según los investigadores, inestable y se desintegra inmediatamente, lo que quiere decir que no se puede observar directamente, sino que hay que reconstruir la cadena de desintegraciones desde los productos finales.

Ernest Aguiló, investigador de la Universidad de Zürich y responsable del análisis, ha explicado que de entre los miles de millones de colisiones registradas en 2011 se han encontrado solo 18 colisiones en que esta partícula se ha producido.

Esto da una idea, según los científicos, de la complejidad de los análisis de física realizados con la ingente cantidad de datos obtenida en el LHC.

Según explica Aguiló, la cadena de desintegraciones del barión es muy larga, con cuatro estados intermedios. Lo que se ha detectado son las trazas que provienen de los productos finales, y de ahí, paso a paso, se logró identificar el estado inicial.

Ernest Aguiló se doctoró en la Universidad de Barcelona trabajando en el experimento LHCb. Posteriormente estuvo de postdoc en DZero, uno de los dos experimentos de Tevatron (el acelerador de partículas estadounidense que dejó de funcionar el año pasado). Actualmente trabaja para la Universidad de Zürich en el experimento CMS del LHC en el CERN.


Los bariones son una partícula subatómica formada por 3 quarks estos son: neutrón, protón e hiperrion.los bariones son fermiones afectados por la interacción nuclear fuerte, por lo que están sometidos al principio de exclusión de Pauli y pueden ser descritos mediante la estadística de Fermi-Dirac. Los bariones al igual que los mesones forman parte de la familia de las partículas hadrones.

Junto al protón y al neutrón, dentro de la familia de los bariones se encuentran también las partículas delta (Δ), lambda (Λ), sigma (Σ), xi (Ξ) y omega (Ω).

Los bariones delta (Δ++, Δ+, Δ0, Δ-) están compuestos por quarks arriba y abajo, de tal manera que el spin total es 3/2. Se desintegran en un pión y en un protón o un neutrón.

Los bariones lambda (Λ0) están compuestos por un quark arriba, uno abajo y un quark extraño, con los quarks arriba y abajo en un estado de spin isotópico 0 (sabor antisimétrico). La observación del lambda neutro supuso la primera evidencia del quark extraño. El barión lambda casi siempre se desintegra en un protón y un pión con carga, o en un neutrón y un pión neutro.

Los bariones sigma (Σ+, Σ0, Σ-) están compuestos también por un quark extraño y la combinación de un quark arriba y otro abajo, pero en un estado de spin isotópico 1. El Σ0 posee la misma estructura de quarks que el Λ0 (arriba, abajo y extraño), por lo que su desintegración es mucho más rápida que el Σ+ (arriba, arriba, extraño) y el Σ- (abajo, abajo, extraño).

Los bariones xi (Ξ0, Ξ-) están compuestos de dos quarks extraños y un quark arriba o abajo. Se desintegran generalmente en un pión y un barión lambda, que a su vez se desintegra como tal. Debido a esta secuencia en cascada de desintegraciones, a Ξ se le llama también partícula en cascada.

El barión omega negativo (Ω-) está compuesto de tres quarks extraños. Su descubrimiento supuso un gran avance en el estudio de los procesos de los quarks, ya que sólo desde entonces se pudo predecir su masa y su desintegración.

Nombre de la partícula: nucleón/protón16
Símbolo: p /p+/ N+
Masa invariante (MeV/c2) : 0,938.272 029 ± 0.000 080n 1
Tiempo de vida (s): Estable n 2
Normalmente decae en: No observado

Nombre de la partícula: nucleón/neutrón17
Símbolo: n / n0 / N0
Masa invariante (MeV/c2): 0,939.565 360 ± 0.000 081
Tiempo de vida (s): 8.857 ± 0.008 × 10+2n 3
Normalmente decae en: p+ + e− + V e

Nombre de la partícula: Lambda18
Símbolo: Λ0
Masa invariante (MeV/c2): 1,192.642 ± 0.024
Tiempo de vida (s): 7.4 ± 0.7 × 10−20
Normalmente decae en

Nombre de la partícula: Sigma22
Símbolo: Σ0
Masa invariante (MeV/c2) :1,314.86 ± 0.20
Tiempo de vida (s): 2.90 ± 0.09 × 10−10
Normalmente decae en: Λ0 + γ

Nombre de la partícula: Xi26
Símbolo: Ξ0
Masa invariante (MeV/c2): 1,314.86 ± 0.20
Tiempo de vida (s): 2.90 ± 0.09 × 10−10
Normalmente decae en: Λ0 + π0

Nombre de la partícula: Omega encantado34
Símbolo: Ω0c
Masa invariante (MeV/c2): 2,697.5 ± 2.6
Tiempo de vida (s): 6.9 ± 1.2 × 10−14
Normalmente decae en: Consultar modos de decaimiento de Ω0c.