Físicos que trabajan en el Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing en China han descubierto la evidencia más sólida hasta ahora de que existen bolas de gluones, partículas exóticas hechas enteramente de gluones, las partículas portadoras de fuerza que unen a los quarks dentro de protones y neutrones. Los resultados se presentaron la semana pasada en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías y se publicaron en el servidor de preimpresiones arXiv.
¿Qué es una bola de gluones?
Los gluones son las partículas que transmiten la fuerza nuclear fuerte. En condiciones normales, existen solo dentro de los núcleos atómicos, uniendo a los quarks. La cromodinámica cuántica, la teoría que describe la fuerza fuerte, predice que los gluones también pueden unirse entre sí para formar partículas sin quarks. Esas partículas se llaman bolas de gluones. Durante más de 50 años, los físicos las han buscado sin éxito concluyente.
El descubrimiento del X(2370)
El experimento BES III, que opera en el Colisionador de Electrones y Positrones II de Beijing en el Instituto de Física de Altas Energías, observó una partícula llamada X(2370) en las desintegraciones de partículas J/psi. La masa de la partícula coincide con las predicciones de la cromodinámica cuántica en celosía para una bola de gluones pseudoescalar, y sus patrones de desintegración muestran las propiedades de singlete de sabor esperadas de un estado dominado por bolas de gluones.
"Es un triunfo experimental", dijo Colin Morningstar, físico de partículas de la Universidad Carnegie Mellon que no participó en la investigación, a Science. "Es la evidencia más sólida hasta ahora de que partículas dominadas por un componente de bola de gluones pueden existir en la naturaleza".
Qué viene después
El siguiente paso es la verificación independiente por otros experimentos. Los físicos señalan a la propuesta Instalación Super Tau-Charm en China y al Colisionador de Iones y Electrones en construcción en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Estados Unidos como instalaciones que podrían confirmar el resultado.
El hallazgo, si se confirma, mostraría que las partículas de fuerza que mantienen unida la materia pueden formar materia por sí mismas, una predicción de la cromodinámica cuántica que ha esperado décadas para una prueba experimental. El experimento BES III, que comenzó en 2008, fue diseñado en parte para buscar exactamente este tipo de partícula.