La predicción de las propiedades de las partículas subatómicas antes de su descubrimiento experimental ha sido un gran desafío para los físicos. En un artículo reciente publicado el 28 de julio en Physical Review Letters Nilmani Mathur del Instituto Tata de Investigación Fundamental, Mumbai, y M. Padmanath, unEl ex alumno de TIFR ha predicho los números cuánticos de cinco bariones Ωc-0 que han sido descubiertos recientemente por un experimento en el Gran Colisionador de Hadrones la colaboración LHCb en el CERN. Estos resultados ayudarán a comprender la naturaleza de las interacciones fuertes en elUniverso.
Un barión es una partícula subatómica compuesta hecha de tres quarks de valencia y está unida por gluones a través de interacciones fuertes. El barión más conocido es el protón que junto con un electrón constituye un átomo de hidrógeno. Una imagen simplista de un protón es una combinaciónde dos quarks arriba y uno abajo. En la teoría de las interacciones fuertes hay seis quarks cada uno con tres cargas de colores. Esta teoría permite cualquier combinación de un quark y un anti-quark, así como cualquier combinación de tres quarks en un color neutro.estado que resulta en variedades de partículas subatómicas llamadas mesones y bariones, respectivamente. El descubrimiento de muchos mesones y bariones desde mediados del siglo XX ha jugado un papel crucial en la comprensión de la naturaleza de las interacciones fuertes. Se espera que muchos otros mesones ylos bariones se descubrirán en experimentos en curso en el CERN y en futuros experimentos de alta energía.
Estos bariones recientemente descubiertos se denominan Ωc-0 compuestos de dos quarks extraños y un quark encanto. Estos son los estados excitados del aryc-0 barión, muy parecidos a los estados excitados del átomo de hidrógeno. Cromodinámica cuántica QCD que se creepara ser la teoría de las interacciones fuertes, es una teoría altamente no lineal y puede resolverse analíticamente solo a energías muy altas donde la fuerza de las interacciones es bastante pequeña. Hasta la fecha no existe una solución analítica de QCD para obtener las propiedades de las partículas subatómicas., como el protón y el Ωc. Esto exige la implementación numérica de QCD en redes de espacio-tiempo que se conoce como red QCD LQCD. Los métodos LQCD pueden describir el espectro de partículas subatómicas y también sus propiedades, como las constantes de desintegración. LQCD también juegaun papel crucial en la comprensión de la materia a alta temperatura y densidad similar a la condición en las primeras etapas del universo.
En este trabajo, Padmanath y Nilmani predijeron los números cuánticos de estos bariones Ωc-0 recién descubiertos que de otro modo se desconocían experimentalmente. De hecho, el trabajo de tesis de Padmanath predijo las masas de estas partículas cuatro años antes de su descubrimiento. Utilizando el estado de la-Los métodos artísticos de LQCD y los recursos computacionales del Departamento de Física Teórica y la Iniciativa de Teoría del Indicador de Celosía de la India ILGTI, realizaron una determinación precisa y sistemática de energías y números cuánticos para la torre de estados excitados de bariones Ωc-0.estudiar sus resultados pronosticados se comparan con los resultados experimentales. Los números cuánticos pronosticados de estas partículas ayudarán a comprender las propiedades de estas partículas, lo que a su vez ayudará a comprender la naturaleza de las interacciones fuertes.
Desde 2001, Nilmani y sus colaboradores han predicho las masas de varias otras partículas subatómicas con diferentes contenidos de quark, algunas de las cuales ya han sido descubiertas después de que fueron predichas y muchas otras probablemente serán descubiertas en futuros experimentos. Por ejemplo, su predicciónde la masa de un barión hecho de dos quarks encantadores y un quark ligero en 2001 y hasta 2014 fue confirmado por el descubrimiento de esta partícula el 6 de julio de 2017, por la colaboración de LHCb.
Nilmani y Padmanath junto con otros físicos teóricos en TIFR están estudiando actualmente las propiedades de varias partículas subatómicas, particularmente aquellas hechas de quarks pesados, utilizando simulaciones por computadora a gran escala. Utilizan las instalaciones de cómputo del centro informático de alto rendimiento de ILGTI en la Instalación de Globos, Hyderabad, que alberga una supercomputadora Cray. Los resultados de su trabajo ayudarán a comprender la naturaleza de las interacciones fuertes en el Universo.
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Materiales proporcionado por Instituto Tata de Investigación Fundamental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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