Una mejor comprensión de cómo se forman las diferentes partículas ayuda a los físicos en su esfuerzo por descifrar la fuerza fundamental que mantiene unidas estas partículas.
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En un análisis único de datos experimentales obtenidos hace décadas en la Instalación Aceleradora Nacional Thomas Jefferson, físicos nucleares han explicado cómo las partículas lambda, denominadas 'materia extraña', se producen a partir de colisiones entre la materia ordinaria, comunicó este martes la propia institución estadounidense.
Construir una historia análoga a una película
A diferencia de los protones y los neutrones, que solo contienen una mezcla de quarks 'arriba y abajo', las partículas lambdas contienen un quark arriba, un quark abajo y un quark extraño. Los físicos han llamado 'materia extraña' a la materia que contiene quarks extraños.
Los científicos explicaron que, después de 'golpear' los quarks con electrones, estos comienzan a moverse como una partícula libre en el medio. En su movimiento caótico a través del núcleo, normalmente se mezclan con otros quarks que encuentran para formar una nueva partícula compuesta (protones o neutrones). Algunas veces, esta partícula compuesta será una lambda.
"Estos estudios ayudan a construir una historia, análoga a una película, de cómo el quark golpeado se convierte en hadrones", comentó la investigadora principal del trabajo, Lamiaa El Fassi, profesora en la Universidad Estatal de Mississippi.
Un camino muy largo y lento que aún no concluye
Como la lambda es de corta duración, se descompondrá rápidamente en otras dos partículas: un pión y un protón o un neutrón. Entonces, para medir las diferentes propiedades de estas partículas lambda creadas brevemente, los físicos atómicos deben detectar sus dos partículas hijas, así como el haz de electrones que se dispersó del núcleo objetivo.
Este trabajo es el primero en medir la lambda utilizando este proceso, que se conoce como dispersión inelástica profunda semiinclusiva (SIDIS, por sus siglas en inglés), en las regiones de fragmentación hacia adelante y hacia atrás. "No ha sido fácil", comentó El Fassi. "Es un proceso largo y lento, pero valió la pena el esfuerzo. Cuando pasas tantos años trabajando en algo, se siente bien verlo publicado". Los resultados se publicaron recientemente en Physical Review Letters.
Una mejor comprensión de cómo se forman las diferentes partículas ayuda a los físicos en su esfuerzo por descifrar la interacción fuerte, la fuerza fundamental que mantiene unidas a estas partículas que contienen quarks. "Cualquier medida nueva que brinde información novedosa para comprender la dinámica de las interacciones fuertes es muy importante", señaló El Fassi.
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