Los científicos de TU Wien Viena han calculado que el mesón f0 1710 podría ser una partícula muy especial: la tan buscada 'bola de pegamento'.
Durante décadas, los científicos han estado buscando las llamadas "bolas de pegamento". Ahora parece que finalmente se han encontrado. Una bola de pegamento es una partícula exótica, compuesta enteramente de gluones, las partículas "pegajosas" que mantienen partículas nuclearesjuntos. Las bolas de pegamento son inestables y solo se pueden detectar indirectamente, analizando su descomposición. Sin embargo, este proceso de descomposición aún no se comprende completamente.
El profesor Anton Rebhan y Frederic Brünner de TU Wien Viena ahora han empleado un nuevo enfoque teórico para calcular la descomposición de la bola de pegamento. Sus resultados concuerdan extremadamente bien con los datos de los experimentos del acelerador de partículas. Esta es una fuerte evidencia de que una resonancia llamada "f0 1710, "que se ha encontrado en varios experimentos, es de hecho la bola de pegamento largamente buscada. Se esperan resultados experimentales adicionales en los próximos meses.
Las fuerzas también son partículas
Los protones y los neutrones consisten en partículas elementales aún más pequeñas llamadas quarks. Estos quarks están unidos por una fuerza nuclear fuerte ". En física de partículas, cada fuerza está mediada por un tipo especial de partícula de fuerza y la partícula de fuerza de la fuerza nuclear fuertees el gluón ", dice Anton Rebhan TU Wien.
Los gluones pueden verse como versiones más complicadas del fotón. Los fotones sin masa son responsables de las fuerzas del electromagnetismo, mientras que ocho tipos diferentes de gluones juegan un papel similar para la fuerza nuclear fuerte. Sin embargo, hay una diferencia importante: los gluonesellos mismos están sujetos a su propia fuerza, los fotones no lo son. Es por eso que no hay estados unidos de fotones, sino que una partícula que consiste solo en gluones unidos, de fuerza nuclear pura, es de hecho posible.
En 1972, poco después de que se formulara la teoría de los quarks y los gluones, los físicos Murray Gell-Mann y Harald Fritsch especularon sobre posibles estados unidos de gluones puros originalmente llamado "gluonio", hoy se usa el término "bola de pegamento".Se han encontrado varias partículas en experimentos de aceleración de partículas que se consideran candidatos viables para bolas de pegamento, pero nunca ha habido un consenso científico sobre si una de estas señales podría ser la misteriosa partícula hecha de fuerza pura.bola de pegamento, las señales encontradas en los experimentos también podrían ser una combinación de quarks y antiquarks. Las bolas de pegamento tienen una vida demasiado corta para detectarlas directamente. Si existen, deben identificarse estudiando su descomposición.
Candidato f0 1710 se descompone extrañamente
"Desafortunadamente, el patrón de descomposición de las bolas de pegamento no se puede calcular rigurosamente", dice Anton Rebhan. Los cálculos simplificados del modelo han demostrado que hay dos candidatos realistas para las bolas de pegamento: los mesones llamados f0 1500 y f0 1710.Con el tiempo, se consideró que el primero era el candidato más prometedor. El segundo tiene una masa más alta, que coincide mejor con las simulaciones por computadora, pero cuando se descompone, produce muchos quarks pesados los llamados "quarks extraños".científicos de partículas, esto parecía inverosímil, porque las interacciones de gluones no suelen diferenciar entre quarks más pesados y más ligeros. Anton Rebhan y su estudiante de doctorado Frederic Brünner han dado un gran paso adelante para resolver este rompecabezas al intentar un enfoque diferente. Hay conexiones fundamentalesentre las teorías cuánticas que describen el comportamiento de las partículas en nuestro mundo tridimensional y ciertos tipos de teorías de gravitación en espacios dimensionales superiores.Las preguntas básicas se pueden responder utilizando herramientas de física gravitacional.
"Nuestros cálculos muestran que de hecho es posible que las bolas de pegamento se descompongan predominantemente en quarks extraños", dice Anton Rebhan. Sorprendentemente, el patrón de descomposición calculado en dos partículas más ligeras coincide extremadamente bien con el patrón de descomposición medido para f0 1710.Además de eso, son posibles otras desintegraciones en más de dos partículas. También se han calculado sus tasas de desintegración.
Se esperan más datos pronto
Hasta ahora, estas desintegraciones alternativas de la bola de pegamento no se han medido, pero en los próximos meses, se espera que dos experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN TOTEM y LHCb y un experimento de acelerador en Beijing BESIII produzcan nuevosdatos ". Estos resultados serán cruciales para nuestra teoría", dice Anton Rebhan. "Para estos procesos de partículas múltiples, nuestra teoría predice tasas de desintegración que son bastante diferentes de las predicciones de otros modelos más simples. Si las mediciones concuerdan con nuestros cálculos, esto será un éxito notable para nuestro enfoque ". Sería una evidencia abrumadora de que f0 1710 es una bola de pegamento. Y además de eso, una vez más demostraría que la gravedad dimensional más alta puede usarse para responder preguntas de la física de partículas.En cierto modo, sería un gran éxito más de la teoría de la relatividad general de Einstein, que cumplirá 100 años el próximo mes.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena, TU Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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