La ciencia descubre el pentaquark

Somos simple materia ordinaria. Agrupaciones de protones y neutrones -hadrones, los integrantes del núcleo del átomo- constituidos por quarks, los ladrillos más básicos en la construcción del universo y de nosotros mismos. Pero en este complejo puzle regido por las leyes del Modelo Estándar de la Física salta de vez en cuando alguna sorpresa. Nada, de momento, que no estuviera predicho en la teoría, pero sí algo que se suponía que podía existir, pero que nunca se había detectado de forma experimental. El protagonista en esta ocasión es el pentaquark, una partícula formada por cinco quarks que ha salido a la luz en el experimento LHCb del Gran Colisonador de Hadrones (LHC), el mayor experimento de la física que jamás haya puesto en marcha la humanidad.

El pentaquark, un hadrón exótico en realidad, tiene muchos padres, pero buena parte de la paternidad hay que atribuírsela al Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (Igfae), de la Universidade de Santiago, ya que uno de sus equipos fue el encargado de desarrollar uno de los detectores de partículas, el Silicon Tracker, utilizado para atrapar al huidizo hadrón compuesto.

«É un descobremento moi importante, porque aínda que non implica unha nova física que vaia máis alá do modelo estandar, sí nos axuda a comprender a estructura da materia e a entender un pouco mellor a cromodinámica cuántica, a teoría que explica cómo se ligan os quarks entre sí para formar os hadróns», explica Juan José Saborido Silva, el responsable del equipo gallego en el LHCb.

Una apreciación en la que coincide el portavoz del experimento, Guy Wilkinson. «No es solo una nueva partícula -dijo-, sino que supone un modo de agrupar los quarks, los constituyentes fundamentales de protones y neutrones, de una forma nunca vista en más de cincuenta años de búsquedas experimentales. Estudiar sus propiedades nos permitirá entender mejor cómo se forma la materia ordinaria, los protones y neutrones que nos componen».

Luz en la oscuridad

Nuestro conocimiento de la estructura de la materia cambió radicalmente en 1964, cuando el físico estadounidense Murray Gell-Mann propuso que el tipo de partículas conocida como bariones, que incluye protones y neutrones, estaban compuestas por tres objetos con carga eléctrica fraccionada denominados quarks. Su trabajo, en el que también clasificaba a los mesones, formados por quarks y antiquarks, le valió el premio Nobel de física cinco años después. Su modelo permitía la existencia de otros estados compuestos por quarks, como los tetraquarks, ya descubiertos, y los pentaquarks, que se han resistido, pero que también han acabado haciendo su aparición.

Pero no fue fácil descubrirlos. Solo fue posible gracias a que el LHCb enfocó su búsqueda desde muchos puntos de vista. Es como si los anteriores rastreos buscasen siluetas en la oscuridad y ahora se encendiesen las luces. A los físicos les queda para el futuro la no menos importante tarea de desvelar el mecanismo que permite a los pentaquarks unirse de esta forma. ¿Tendrá alguna aplicación práctica? Puede, pero no se sabe. «O noso -responde Saborido- é física fundamental, dar respostas as preguntas que a humanidade se leva facendo nos últimos 2.500 anos».

Un túnel subatómico único en el mundo, en el Muncyt de A Coruña

El Museo Nacional de Ciencia y Tecnología (Muncyt) ofrece del 15 de julio al 27 de septiembre en su sede de A Coruña una instalación única en el mundo: el túnel interactivo del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) que enseña sobre el funcionamiento de los aceleradores. A través de diferentes juegos, los participantes podrán entender también de manera divertida y cercana aspectos complejos relacionados con la física de partículas: cómo se produce la materia, como interactúa ésta con el campo de Higgs o cómo colisionan los protones.

La instalación ocupa un espacio de 36 metros cuadrados y tres metros de alto. Al entrar en el túnel los usuarios se encuentran con dos superficies de más de tres mil píxeles de resolución: por un lado la pantalla frontal y, por otro, el suelo. En cada una de ellas se proyectan imágenes de altísima calidad.