MADRID, 19 Oct. (EUROPA PRESS) -
Físicos de la Universidad Tecnológica de Viena han calculado que el mesón f0(1710) podría ser una partícula muy especial, más concretamente la codiciada 'bola de gluones'.
Durante décadas, los científicos han estado buscando los llamados 'gluonios' o 'bolas de gluones'. Ahora parece que se han encontrado por fin. Se trata de una partícula exótica hipotética, compuesta en su totalidad por gluones --partículas "pegajosas" que mantienen las partículas nucleares juntas--. Las 'bolas de gluones' son inestables y sólo pueden ser detectadas indirectamente, mediante el análisis de su decadencia. Este proceso de decadencia, sin embargo, no se entiende todavía totalmente.
Los profesores Anton Rebhan y Frederic Brünner han empleado un nuevo enfoque teórico para calcular la decadencia de esta partícula. Sus resultados concuerdan muy bien con los datos de los experimentos con aceleradores de partículas. Esta es una fuerte evidencia de que una resonancia llamada f0(1.710), que se ha encontrado en varios experimentos, es de hecho el largamente buscado 'gluonio'. Otros resultados experimentales son de esperar en los próximos meses.
Los protones y los neutrones se componen de partículas elementales más pequeñas llamadas quarks. Estos quarks están unidos por la fuerza nuclear fuerte. "En la física de partículas, cada fuerza está mediada por un tipo especial de la fuerza de las partículas, y la fuerza de las partículas de la fuerza nuclear fuerte es el gluón", dice Anton Rebhan.
Los gluones pueden ser vistos como versiones más complicadas del fotón. Los fotones sin masa son responsables de las fuerzas del electromagnetismo, mientras que ocho tipos diferentes de gluones desempeñan un papel similar para la fuerza nuclear fuerte. Sin embargo, hay una diferencia importante: los gluones mismos están sujetos a su propia fuerza, pero los fotones. Es por ello que no hay estados ligados de fotones, mientras que una partícula que se compone sólo de gluones consolidados, de fuerza nuclear pura, es de hecho posible.
En 1972, poco después de que se formulase la teoría de los quarks y los gluones, los físicos Murray Gell-Mann y Harald Fritsch especularon sobre posibles estados ligados de gluones puros (originalmente llamados "gluonios", hoy en día se utiliza el término "bloa de gluón"). Varias partículas se han encontrado en experimentos con aceleradores de partículas que se consideraron candidatos viables, pero nunca ha habido un consenso científico sobre si una de estas señales podría ser en realidad la misteriosa partícula hecha de pura fuerza. En lugar de una 'bola de gluón', las señales que se encuentran en los experimentos también podrían ser una combinación de quarks y antiquarks. Las 'bolas de gluón' son demasiado efímeras para detectarse directamente. Si existen, tienen que ser identificadas por el estudio de su decadencia.
"Desafortunadamente, el patrón de descomposición de las bolas de gluón no se pueden calcular con rigor", dice Anton Rebhan. Cálculos de modelos simplificados demostraron dos candidatos realistas: los mesones llamados f0(1500) y f0(1710). Durante mucho tiempo, el primero fue considerado como el candidato más prometedor. Este último tiene una masa superior, lo que concuerda mejor con simulaciones por ordenador, pero cuando se descompone, produce muchos quarks pesados (los llamadas "quarks extraños").
Para muchos científicos de partículas, esto parecía inverosímil, porque las interacciones de gluones no suelen diferenciar entre quarks más pesados y ligeros. Anton Rebhan y su estudiante de doctorado Frederic Brünner ahora han hecho un gran paso adelante en la solución de este rompecabezas intentando un acercamiento diferente, informa en un comunicado el Tecnológico de Viena.
Hay 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.
"Nuestros cálculos muestran que sí es posible que las bolas de gluones decaigan predominantemente en quarks extraños", dice Anton Rebhan. Sorprendentemente, el patrón de deterioro calculado en dos partículas más ligeras concuerda muy bien con el patrón medido para f0(1710). Además de eso, son posibles otras desintegraciones en más de dos partículas. Sus tasas de descomposición se han calculado también.
Hasta ahora, estas desintegraciones alternativas no han sido medidqs, pero en los próximos meses, se espera que los dos experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN (Tótem y LHCb) y uno de los experimentos del acelerador en Pekín (BESIII) produzcan nuevos datos. "Estos resultados serán cruciales para nuestra teoría", dice Anton Rebhan.
