El CDF del Fermilab observa un barión omega sub-b

Detector CDFEn un reciente seminario de física en el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi del Departamento de Energía, el físico del Fermilab Pat Lukens del experimento CDF anunció la observación de una nueva partícula, la omega sub-b (Ωb). La partícula contiene tres quarks, dos quarks strange y un quark bottom (s-s-b). Es un pariente exótico del mucho más común protón y tiene aproximadamente seis veces la masa del protón.

La observación de esta partícula “doblemente extraña”, predicha por el Modelo Estándar, es significativa debido a que refuerza la confianza de los físicos en su comprensión de cómo los quarks forman la materia. Además, entra en conflicto con un resultado anunciado con 2008 por el experimento hermano de CDF, DZero.

La omega sub-b es la última entrada en la “tabla periódica de los bariones”. Los bariones son partículas formadas por tres quarks, siendo los ejemplos más comunes el protón y el neutrón. El acelerador de partículas Tevatron en el Fermilab es único en su capacidad de producir bariones que contienen el quark b, y las grandes muestas de datos ahora disponibles tras muchos años de exitosas ejecuciones permitieron a los experimentadores encontrar y estudiar estas extrañas partículas. La observación abre una nueva ventana para que los científicos investiguen sus propiedades y comprendan mejor este raro objeto.

Filtrando casi 500 trillones de colisiones de protones y antiprotones producidas por el colisionador de partículas Tevatron del Fermilab, la colaboración CDF aisló 16 ejemplos en los que las partículas surgían de una colisión revelando una señal distintiva de omega sub-b. Una vez producidos, los omega sub-b viajan una fracción de milímetro antes de decaer en partículas más ligeras. Este decaimiento, mediado por la fuerza nuclear débil, tiene lugar en una billonésima de segundo. De hecho, CDF ha realizado la primera medida del tiempo de vida de omega sub-b y obtuvo un valor de 1,13 +0,53-0,40 (stat.) ±0,02(syst.) billonésimas de segundo.

En agosto de 2008, el experimento DZero anunció su propia observación de omega sub-b basada en una muestra menor de los datos del Tevatron. Es interesante apuntar que la nueva observación del CDF anunciada aquí está en conflicto directo con el anterior resultado de DZero. Los físicos de CDF midieron la masa de omega sub-b en 6054,4 ±6,8(stat.) ±0,9(syst.) MeV/c2, comparado con el de DZero 6165±10(stat.)±13(syst.) MeV/c2. Estos dos resultados experimentales son estadísticamente inconsistentes entre sí dejando a los científicos de ambos experimentos preguntándose si estaban midiendo la misma partícula. Además, los experimentos observaron distintos índices de producción de esta partícula. Tal vez lo más interesante es que ninguno de ellos vio una prueba que apuntase al valor medido por el otro.

Aunque el último resultado anunciado por el CDF concuerda con las expectativas teóricas para omega sub-b tanto en el índice de producción como en el valor de masa, se requiere una mayor investigación para resolver el misterio de estos resultados contradictorios.

El descubrimiento de omega sub-b viene tras la observación del barión cascada b-menos (Ξb), observado por primera vez en el Tevatron en 2007, y dos tipos de bariones sigma sub-b (Σb), descubiertos en el Tevatron en 2006.

La colaboración CDF envió un artículo que resume los detalles de su descubrimiento a la revista Physical Review D. Está también disponible on-line en: http://arxiv.org/abs/0905.3123



Autor: Kurt Riesselmann
Fecha Original: 29 de junio de 2009
Enlace Original

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