Identifican proceso cuántico extremadamente raro
En la frontera franco-suiza, dentro del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, por sus siglas en inglés), un equipo de técnicos realizó la colaboración NA62; en donde descubrió un proceso de desintegración de partículas extremadamente raro, mediante el cual una partícula denominada kaón se transforma en otra identificada como pión, ambas con carga positiva, así lo presentaron este martes, en un seminario.
La colaboración NA62 efectuó la primera observación experimental de la desintegración ultrarara del kaón cargado positivamente (K+) en un pión cargado (π+) y un par neutrino-antineutrino (ν ̅ν). La fórmula del proceso cuántico se expresa como K+ → π+ ν ̅ν.
Los kaones y los piones son partículas que contienen quarks. Los primeros, un quark extraño (s), y los segundos, quarks up (u) y down (d). Por su parte, los neutrinos y antineutrinos son partículas elementales de la familia de los leptones.
El modelo estándar de la física de partículas, que explica cómo interactúan estas, predice que menos de uno de cada 10 mil millones de kaones se desintegrará de este modo. En concreto, un poco más de ocho veces cada 100 mil millones.
Los kaones son producidos por un haz de protones de alta intensidad proporcionado por el Super Proton Synchrotron (SPS) del CERN, que colisiona con un blanco estacionario. Tal proceso crea un haz que emite casi mil millones de partículas secundarias por segundo, que vuelan hacia el detector NA62, de las cuales aproximadamente el 6 % son kaones cargados.
5 sigma
“Con esta nueva medida, K+ → π+ ν ̅ν se convierte en la desintegración más rara establecida a nivel de descubrimiento: la famosa 5 sigma, con un difícil análisis, resultado de un excelente trabajo en equipo”, destacó una de las autoras, Cristina Lazzeroni, quien es profesora de Física de Partículas de la Universidad de Birmingham, Reino Unido.
“En física de partículas, 5 sigma tiene un significado especial. Es el umbral para un descubrimiento o primera observación», explicó, además de detallar que, «en la práctica, tiene que ver con lo seguros que estamos de que lo que vemos es realmente una señal de esta desintegración en particular. Además, la nueva medición es sustancialmente más precisa que la anterior”.
Con esta medida, esta desintegración se convierte en la más rara que obtiene la reconocida marca 5 sigma, el umbral para un descubrimiento o primera observación “Esta desintegración en particular está muy bien predicha en el modelo estándar, pero se trata de algo realmente infrecuente en procesos en los que intervienen quarks, como este”, indagó la profesora.
Una desintegración ‘de oro’
“Por este motivo, esta desintegración recibe el nombre de golden mode. Es sensible a una gran variedad de modelos teóricos que predicen la existencia de nueva física más allá del modelo estándar. Por lo tanto, si medimos una desviación de él, es una clara señal de nueva física”, acotó.
Los investigadores contemplan dicha posibilidad, ya que el experimento NA62 continuará con la recolección datos hasta su conclusión, nombrada Long-Shutdown-3, y que está prevista para 2026. “Así que acumularemos tantos datos como los que tenemos ahora, y con todos ellos podremos determinar con cierta precisión si hay desviación o no”, adelantó Lazzeroni.
Fuente: SINC
VTV/DC/DS
