LHCb revela nuevas partículas exóticas: pentaquark.

Representación artística del LHC, vía GIFs de Física
El 28 de junio, el LHCb informó la observación de tres nuevas partículas "exóticas" y la confirmación de la existencia de un cuarto de los datos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Estas partículas parecen estar formado por cuatro quarks (el constitutivos fundamental de la materia en el interior de todos los átomos del universo): dos quarks y dos antiquarks (es decir, un tetraquark). Debido a su contenido quark no estándar, las partículas observadas recientemente se han incluido en la amplia categoría de las denominadas partículas exóticas, aunque su interpretación teórica exacta todavía está en estudio.

El modelo quark, propuesto en 1964 por Murray Gell-Mann y George Zweig, es el esquema más válida clasificación de hadrones (todas las partículas de material compuesto) que se ha encontrado hasta el momento y que es parte del modelo estándar de la física de partículas. En este modelo, los hadrones se clasifican de acuerdo con su contenido quark. Sin embargo, ha sido un misterio desde hace mucho tiempo que todos los hadrones observados fueron formadas ya sea por un par de quark-antiquark (mesones) o por tres quarks (bariones) solamente. Sin embargo, en la última década varias colaboraciones han encontrado pruebas de la existencia de partículas formadas por más de tres quarks. Por ejemplo, en 2009 la colaboración CDF encontró una de ellas, llamada X (4140) -, donde el número entre paréntesis es su masa reconstruida en megaelectronvoltios. A continuación, este resultado fue confirmado más tarde por un nuevo análisis de la FCD, y por las colaboraciones de CMS y D0.
Sin embargo, hasta ahora, el X (4140) números cuánticos - los números característicos con los cuales se identifican las propiedades de una partícula específica - no estaban totalmente determinado, y esta ambigüedad expuesta la explicación teórica a la incertidumbre. La colaboración del LHCb ha podido determinar el número cuántico X (4140) con alta precisión. Este resultado tiene un gran impacto en las posibles interpretaciones teóricas, y de hecho excluye algunas de las teorías propuestas anteriormente en su naturaleza.
Mientras que el X (4140) ya había sido visto, la observación de las tres nuevas partículas exóticas con masas superiores, llamada X (4274), X (4500) y X (4700), ha sido anunciado por primera vez. A pesar de que las cuatro partículas todos contienen la misma composición de quarks, cada uno tiene una estructura interna única, la masa y su propio conjunto de números cuánticos.

La imagen muestra los datos (puntos negros) de la distribución de la masa resultante de la asociación de la J / ψ y mesones Phi, donde la contribución de las cuatro partículas exóticas se pone en evidencia por las cuatro estructuras en horas pico en la parte inferior.
Estos resultados se basan en un análisis detallado de la desintegración de un mesón + B en mesones llamada J / ψ, φ y K +, en donde las nuevas partículas aparecen como las intermedias en descomposición a un par de J / ψ y mesones phi. Para llevar a cabo esta investigación, los físicos utilizan el LHCb y el completo de datos recopilados durante la primera ejecución del LHC, de 2010 a 2012. El rendimiento de gran señal eficiente recogido con el detector LHCb ha permitido a los científicos LHCb para descubrir esos tres nuevas partículas que eran (literalmente, ver la imagen), alcanzando un máximo a partir de los datos.

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