Completan el enigma del quark cima

Científicos de los experimentos CDF y DZero en el Fermilab han anunciado que han descubierto una forma final predicha de crear un quark cima, completando una imagen de esta partícula que ha estado en construcción durante casi 20 años.

El grupo de investigación anunció la semana pasada que habían observado uno de los más raros métodos de producción de una partícula elemental, creando un solo quark cima mediante la fuerza nuclear débil, en lo que se conoce como "canal s". Para este análisis, los científicos del CDF y DZero cribaron datos de más de 500 trillones de colisiones protón-antiprotón producidas en el Tevatron desde 2001 a 2011, identificando cerca de 40 colisiones de partículas en las cuales la fuerza nuclear débil que produjeron quarks cima en conjunción con un solo quark fondo.

Los quarks cima son los más pesados y están entre las partículas elementales más enigmáticas. Pesan incluso más que el Bosón de Higgs, tanto como un átomo de oro, y solo dos máquinas han sido capaces de producirlos: el Tevatron del Fermilab y el LHC en el CERN. Hay varias maneras de producirlos, como se ha predicho el marco teórico conocido como Modelo Estándar, y uno de los más comunes fue el primero descubierto: una colisión en la cual la fuerza nuclear fuerte crea un par consistente de quark cima y su primo de antimateria, el quark anti-cima.

Las colisiones que producen un solo quark cima mediante la fuerza nuclear débil son muy raras, y los científicos de los experimentos del Tevatron han anunciado que es uno de los más desafiantes de detectar. Este método de producir quarks cima únicos está entre las más raras interacciones permitidas por las leyes de la física. La detección de este proceso fue uno de los últimos logros del Tevatron, el cual ha sido durante 25 años el más potente colisionador de partículas del mundo.

Buscar quarks cima solitarios es como buscar una aguja en un miles de millones de pajares. Solo una de las 50.000 millones de colisiones producidas en el Tevatron produjo un quark cima canal-s solitario, y los experimentos CDF y DZero solo seleccionaron una pequeña fracción de estos para separarlos del fondo, es por lo que el número de ocurrencias observadas de este canal particular es tan pequeña. Sin embargo, la significancia estadística de los datos del CDF y DZero exceden lo necesario para afirmar el descubrimiento.

Via Fnal