Confirmen l'observació d'un estat quàntic mai vist en el Gran Colisionador d'Hadrons del CERN

   L'Institut de Física Corpuscular té un "paper rellevant" per l'experiment ATLES del 'toponium'

   VALÈNCIA/MADRID, 28 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Un grup de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC) --centre mixt de la Universitat de València (UV) i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC)-- ha jugat un "paper important" en la detecció d'un sistema quàntic mai vist, segons ha informat la institució acadèmica en un comunicat.

   Fa un temps, en un dels grans experiments del Gran Colisionador d'Hadrons --LHC-- anomenat CMS, es va observar alguna cosa inusual amb les dades registrades entre 2016 i 2018: un excés de parells de quark i antiquark top. Encara que este tipus d'excés pot interpretar-se com un senyal de noves partícules, la localització exacta del fenomen va portar a l'equip a considerar una possibilitat diferent: la formació del toponium, han explicat les mateixes fonts.

   El passat 8 de juliol, la col·laboració ATLES, on participen més de 5.000 científics i tècnics de tot el món, va anunciar de forma independent a CMS l'observació del mateix fenomen, analitzant dades preses entre 2015 i 2018. Estos resultats coincidixen amb els obtinguts per la col·laboració CMS, reforçant la interpretació que es tracta d'un nou estat quàntic cuasi lligat anomenat toponium.

   L'Institut de Física Corpuscular participa des dels seus inicis en l'experiment ATLES del LHC i ha tingut una presència destacada en el grup de física del quark top. L'investigador del CSIC en l'IFIC Marcel Vos ha contribuït al procés de revisió d'aquest resultat. Vós també coordina el LHC Top Working Group, l'equip encarregat de tots els resultats relacionats amb el quark top en el LHC.

    La col·laboració internacional que opera l'experiment ATLES en el Gran Colisionador d'Hadrons (LHC) del CERN va informar a principis de juliol de l'observació del toponium, una unió de les partícules elementals més pesats, el quark top.

    En física és el que es coneix com un estat cuasi lligat, una unió temporal entre partícules que és inestable i s'acaba desintegrant, segons ha informat el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC).

   Durant dècades es va pensar que este estat era impossible de detectar. Ara, l'experiment ATLES confirma l'observació del toponium realitzada per l'experiment CMS també en el LHC.

   Tot el que veiem en l'univers, inclosos nosaltres mateixos, està format per quarks. Entre ells, el quark top és, per naturalesa, una partícula solitària. A diferència d'altres quarks, que poden combinar-se per a formar hadrons (com els protons que formen el nucli de l'àtom), el quark top es desintegra quasi instantàniament, sense temps per a formar estats lligats.

    "Des de la detecció del quark top el 1995, la producció i propietats d'esta partícula i la seua antipartícula s'han estudiat amb molt detall", explica Vos.

    "Durant anys es creia que un estat lligat com el toponium seria indetectable, ja que els efectes d'esta unió eren massa subtils. Però les anàlisis d'ATLES i CMS demostren que el LHC ha sigut capaç de detectar aquesta efímera unió entre un quark top i un antiquark top, la qual cosa resultaria en aquest nou estat cuasi lligat que ja es va predir el 1990, fins i tot abans del descobriment del quark top", afirma el científic del CSIC.

FENOMEN INESPERAT

   Malgrat l'evidència clara de trobara davant d'un fenomen inesperat, l'origen últim de toponium encara ha d'esclarir-se. Una possible explicació alternativa seria l'existència d'una nova partícula amb una massa propera al doble de la del quark top. Estos resultats mostren que encara queda molt per explorar en el Model Estàndard de la física de partícules, la teoria que millor descriu l'univers visible.

    Si l'observació del toponium es confirma, la troballa marcarà una nova fita en la nostra comprensió dels constituents més fonamentals de l'univers.