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¿Qué es un pentaquark y por qué los físicos están tan entusiasmados con él?

Esta semana, investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Suiza anunciaron evidencia de un nuevo tipo de partícula llamada pentaquark, informa Ian Sample para The Guardian .

Los Quarks son pequeñas partículas que se unen para formar diferentes tipos de partículas más grandes con las que podría estar más familiarizado. Tres quarks forman un protón, por ejemplo. Y, cuando se combinan cinco quarks, eso se llama pentaquark. Esto puede no parecer tan emocionante, pero para los físicos sí lo es.

"El pentaquark no es una partícula nueva", dijo Guy Wilkinson, físico y portavoz del experimento LHC, en un comunicado. "Estudiar sus propiedades puede permitirnos comprender mejor cómo se constituye la materia ordinaria, los protones y neutrones de los que estamos hechos".

Los Quarks vienen en seis "sabores": arriba, abajo, arriba, abajo, extraño y encantador. Los anti-quarks también vienen con los mismos seis sabores. Un pentaquark parece consistir en dos quarks arriba, uno abajo, un quark encanto y un quark anti-encanto.

El descubrimiento confirma 50 años de sospechas de los científicos de que podrían existir más partículas exóticas, explica Tia Ghose para Live Science:

En 1964, el físico Murray Gell-Mann propuso que un grupo de partículas conocidas como bariones, que incluyen protones y neutrones, en realidad están formadas por tres partículas subatómicas cargadas aún más pequeñas conocidas como quarks. Mientras tanto, según la teoría, otro grupo de partículas llamadas mesones estaba compuesto de quarks y sus compañeros de antimateria, los antiquarks.

La teoría de Gell-Mann implicaba que estructuras de quark aún más complejas podrían formar partículas más grandes, explica Ghose. Si un trío de quarks forma un protón, ¿qué podrían formar cinco, seis o siete quarks? Hubo indicios anteriores de evidencia de un pentaquark, pero nada concluyente.

Los investigadores del LHC estaban estudiando cómo se descomponen los bariones (otra partícula compuesta de tres quarks), pero durante la descomposición de las partículas los quarks formaban estructuras intermedias. Según los patrones de señal que recibieron, estas estructuras intermedias tenían que ser pentaquarks, informan los investigadores en la revista Physical Review Letters .

Hasta ahora, los físicos solo han observado este tipo de pentaquark en los datos del LHC, pero podría haber muchas otras variedades.

¿Qué es un pentaquark y por qué los físicos están tan entusiasmados con él?