Particula Di Omega

Los físicos están convencidos de que, además de protones, neutrones y todo tipo de otros componentes conocidos que conforman todo lo que conocemos, debe haber más partículas. En el año 2012, el centro europeo de investigación de partículas CERN en Ginebra presentó una sensación científica: el descubrimiento de la partícula de Higgs, el último bloque de construcción perdido de la teoría de la física de partículas.

Ahora, basados en complejas simulaciones de cromodinámica cuántica, las cuales fueron realizadas con la computadora K, una de las más poderosas del mundo, los físicos del HAL QCD Collaboration predicen la existencia de un extraño tipo de partícula que contiene seis quarks en lugar de los tres habituales.

Las partículas conocidas como bariones, principalmente protones y neutrones, están compuestas por tres quarks unidos estrechamente, cuya carga depende del tipo de quarks que los componen.

Un dibarion es esencialmente un sistema con dos bariones. Hay un dibarion conocido en la naturaleza: el deuterón, un núcleo de deuterio (o hidrógeno pesado) que contiene un protón y un neutrón que están ligeramente unidos.

Este precedente ha llevado a los científicos a preguntarse si podría haber otros tipos de dibarion. Sin embargo, a pesar de las búsquedas, no se ha encontrado ningún otro modelo de dibarion.

Utilizando poderosas herramientas teóricas y computacionales, el equipo de investigadores ha predicho la existencia del “más extraño” dibarion, compuesto por dos bariones Omega que contienen tres quarks extraños cada uno. La partícula recibió el nombre de “di-Omega”.

Tres factores esenciales se combinaron para materializar este hallazgo: el primero fue un nuevo marco teórico llamado “método HAL QCD dependiente del tiempo”, el cual permite a los investigadores extraer la fuerza que actúa entre los bariones del gran volumen de datos numéricos obtenidos utilizando la computadora K.

El segundo elemento fue un nuevo método computacional, el algoritmo de contracción unificada, que permite un cálculo mucho más eficiente de un sistema con una gran cantidad de quarks.

El tercer elemento fue el advenimiento de potentes supercomputadoras. Al respecto, el investigador Shinya Gongyo, afiliado al Centro RIKEN Nishina y coautor del estudio, manifestó:

“Tuvimos mucha suerte de haber podido utilizar la computadora K para realizar los cálculos. Esto permitió realizar cálculos rápidos con un gran número de variables. Sin embargo, nos llevó casi tres años llegar a nuestra conclusión en el di-Omega”.

El estudio de cómo se forman estos elementos podría ayudar a los científicos a comprender las interacciones entre las partículas elementales en ambientes extremos, como el interior de las estrellas de neutrones o los momentos iniciales del universo después del Big Bang.

Los autores del estudio creen que estas partículas especiales podrían ser generadas experimentalmente utilizando colisiones de iones pesados. Los científicos han planificado realizar estas pruebas en Europa y en Japón, con la convicción de descubrir experimentalmente el primer sistema dibarion a parte del deuterón.

Referencia: Most Strange Dibaryon from Lattice QCD, Physical Review Letters, 2018. http://dx.doi.org/10.1103/physrevlett.120.212001