Ciencia y Tecnología
El CERN observa el exótico toponium, un estado cuántico fugaz
<p>Dos experimentos en el CERN logran observar el toponium, una breve y rara unión entre quarks top y antitop, que hasta ahora se creía imposible de detectar.</p>
<p>​Dos experimentos en el CERN logran observar el toponium, una breve y rara unión entre quarks top y antitop, que hasta ahora se creía imposible de detectar. </p>
<p>Dos experimentos independientes del <a class="internal-link" href="https://www.dw.com/es/colisionador-de-hadrones-descifra-fuerza-fundamental-de-la-naturaleza/a-66918860">Gran Colisionador de Hadrones (LHC)</a> del CERN, el CMS y el ATLAS, han logrado observar un fenómeno cuántico extraordinariamente esquivo: el toponium, un estado transitorio entre un quark top y su antipartícula, informa <a rel="noopener follow" target="_blank" class="external-link" href="https://home.cern/news/press-release/physics/elusive-romance-top-quark-pairs-observed-lhc" title="Enlace externo — un comunicado del CERN.">un comunicado del CERN.</a></p>
<p>Este descubrimiento representa un avance clave en física de partículas. Hasta ahora, la existencia del toponium era solo teórica, dado lo breve de su duración y la dificultad para detectarlo entre millones de colisiones.</p>
<p>&#8220;Durante mucho tiempo se consideró inviable medir experimentalmente este sutil efecto en el LHC&#8230; esta suposición mantenida durante mucho tiempo está siendo desmentida&#8221;, explica Stéphane Willocq, portavoz del experimento ATLAS.</p>
<h2>¿Qué es el toponium?</h2>
<p>El toponium no es una partícula estable, sino una resonancia cuántica: un fenómeno efímero que se forma cuando un quark top y un antitop se unen brevemente antes de desintegrarse.</p>
<p>Su existencia dura solo 2.3 x 10⻲ⵠsegundos, lo que lo convierte en uno de los estados más cortos jamás observados: &#8220;Si lo escribimos como número decimal, habría 24 ceros tras el punto&#8221;, afirma Juan Antonio Aguilar Saavedra, físico del CSIC, en <a rel="noopener follow" target="_blank" class="external-link" href="https://theconversation.com/toponium-el-cern-consigue-la-foto-imposible-de-la-particula-mas-efimera-262142" title="Enlace externo — un artículo para The Conversation.">un artículo para The Conversation.</a></p>
<p>Aguilar Saavedra declara además que el toponium es &#8220;370 veces más pesado que un protón&#8221; y su tamaño es 60 veces menor, lo que lo convierte también en uno de los objetos más densos y pequeños jamás detectados.</p>
<h2>Quark top, una partícula extrema</h2>
<p>Descubierto en 1995, el quark top es la partícula elemental más masiva conocida: pesa unas 184 veces más que un protón. También tiene una vida extremadamente breve, lo que dificulta que forme estructuras o se ligue a <a class="internal-link" href="https://www.dw.com/es/cient%C3%ADficos-del-cern-anuncian-el-descubrimiento-de-nuevas-part%C3%ADculas-ex%C3%B3ticas/a-62371245">otras partículas.</a></p>
<p>Sin embargo, en condiciones específicas dentro del LHC, puede formarse una partícula antiquark -o antitop- con la que podría interactuar durante una fracción de segundo, generando el toponium.</p>
<p>&#8220;Si se produce una pareja de quarks top y antitop con velocidad relativa suficientemente baja, los dos quarks podrían interactuar, intercambiando gluones (partículas mediadoras). Precisamente, este intercambio da lugar a la formación del toponium&#8221;, señaló Aguilar Saavedra.</p>
<h2>Detectar lo imposible: una aguja en un pajar</h2>
<p>El académico comenta que poder llegar a detectar la formación de toponium en el LHC requiere de una proeza técnica. &#8220;Observar el toponium es como buscar una aguja en un pajar de millones de parejas top-antitop producidas&#8221;, explica Aguilar Saavedra.</p>
<p>No obstante, los experimentos ATLAS y CMS lograron identificar patrones que coinciden con las predicciones teóricas de este estado.</p>
<p>Este hallazgo demuestra que incluso fenómenos extremadamente sutiles pueden ser detectados con precisión cuando se combina una gran cantidad de datos con técnicas avanzadas de análisis.</p>
<h2>El futuro del toponium</h2>
<p>Aunque se ha confirmado su existencia, aún se necesita más análisis teórico para entender a fondo la naturaleza del toponium. El hallazgo podría ser clave para estudiar cómo actúa la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo.</p>
<p>&#8220;Las mediciones de alta precisión pueden revelar fenómenos notablemente sutiles que profundizan nuestra comprensión de la naturaleza&#8221;, dice en el informe Joachim Mnich, director de Investigación y Computación <a class="internal-link" href="https://www.dw.com/es/cient%C3%ADficos-del-cern-aseguran-que-el-plan-para-construir-el-mayor-destructor-de-%C3%A1tomos-del-mundo-es-t%C3%A9cnicamente-posible/a-72131134">del CERN.</a></p>
<p>&#8220;Esperamos con impaciencia nuevas y enriquecedoras interacciones con nuestros colegas teóricos para poder aprender más sobre este fascinante&#8221; descubrimiento, concluye el portavoz del CMS, Gautier Hamel de Monchenault.</p>
<p><em>Editado por José Urrejola, con información de The Conversation y CERN.</em></p>
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<p>​Deutsche Welle: DW.COM &#8211; Ciencia y Tecnologia</p>