Física

Observan por primera vez una nueva forma de transformación materia-antimateria


(NC&T) Por primera vez, aprovechando el experimento BaBar en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford (SLAC), unos científicos han observado la transición de un tipo de partícula, el mesón-D neutro, en su partícula de antimateria. La nueva observación se usará como un medio de comprobación para el Modelo Estándar, la teoría actual que mejor describe la materia luminosa de todo el universo y sus fuerzas asociadas.

La transición del mesón-D fue predicha por primera vez hace más de tres décadas, pero es un fenómeno tan escurridizo que los científicos han tenido que esperar todo este tiempo hasta poder verlo. La observación de la transición del mesón-D representa otro logro relevante para el experimento BaBar. La campaña de colaboración del BaBar continúa cosechando mediciones innovadoras que desafían nuestra comprensión de cómo se comportan las partículas elementales.

El complejo del acelerador PEP-II en el SLAC permite que los científicos envueltos en las actividades del BaBar estudien no sólo los mesones B, sino también varios otros tipos de partículas incluyendo al mesón-D. Los mesones, de los que hay aproximadamente 140 tipos, están formados por las partículas fundamentales denominadas quarks, que pueden producirse cuando chocan partículas con altas energías.

Una ráfaga de partículas en una amplia variedad de combinaciones se produce cuando los electrones y los positrones chocan entre sí con altas energías, en las instalaciones del PEP-II. Uno de los resultados más fugaces de estas cascadas de partículas generadas por la energía de las colisiones es el de las transformaciones de partículas en sus antipartículas. Los mesones K neutros, observados hace más de 50 años, fueron las primeras partículas elementales en demostrar este fenómeno.

Transformación materia-antimateria
El dispositivo SVT -Silicon Vertex Tracker-, es el corazón del experimento BaBaR. (Foto: Peter Ginter)
Hace alrededor de 20 años, se observó la transición del mesón-B. Ahora, por primera vez, los científicos del experimento BaBar han visto al mesón-D transformarse en su antipartícula y viceversa.

Observando el raro proceso de la transición del mesón-D, los colaboradores del BaBar pueden comprobar las complejidades del Modelo Estándar. Para cambiar de materia a antimateria, el mesón-D debe interactuar con "partículas virtuales", las cuales, a través de fluctuaciones cuánticas, logran existir por un breve instante antes de desaparecer de nuevo. Su existencia momentánea es suficiente para iniciar la transformación del mesón-D en un antimesón-D. Aunque el detector del BaBar no puede observar directamente estas partículas virtuales, los investigadores pueden identificar su efecto midiendo la frecuencia de transformación del mesón-D en el antimesón-D. Conocer esa cantidad ayudará a determinar si el Modelo Estándar es suficiente o si debe ser ampliado para incorporar los nuevos procesos físicos.

Unos 600 científicos e ingenieros de 77 instituciones de Canadá, Francia, Alemania, Italia, Países Bajos, Noruega, Rusia, España, Reino Unido y Estados Unidos trabajan en el BaBar.


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