El acelerador de partículas detecta una nueva forma de materia

Físicos del experimento CMS del LHC observan indicios del escurridizo toponio, un estado ligado de quark top y antitop nunca visto antes, que revolucionaría la física de partículas

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN ha vuelto a sacudir los cimientos de la física. Los investigadores del experimento CMS han detectado anomalías en los datos de producción de pares de quarks top , unas partículas extremadamente masivas y de vida ultracorta. Estas señales podrían corresponder a la formación de un estado ligado entre un quark top y su antipartícula: el toponio , una forma hasta ahora hipotética de materia .

La observación, aunque preliminar, sugiere un fenómeno que hasta hace poco se creía casi imposible debido al rápido decaimiento del quark top, que le impediría formar enlaces estables. Sin embargo, los nuevos datos apuntan a que podrían existir un brevísimo instante en el que se forma esta partícula compuesta , antes de su desintegración.

El hadrón más compacto jamás observado

La existencia del toponio ha sido predicha por la cromodinámica cuántica (QCD) , la teoría que describe la interacción fuerte, pero nunca había podido ser detectada. Si se confirma, se convertiría en el hadrón más pequeño y compacto jamás observado , más aún que el charmonio o el bottomonio , completando así la familia de los quarkonia .

El análisis de las colisiones protón-protón mostró un exceso en la producción de pares top justo en el umbral energético predicho por la QCD para la formación del toponio. Este patrón no se ajusta a las predicciones actuales del Modelo Estándar sin introducir este nuevo estado.

Un reto tecnológico superado

Detectar el toponio se consideró una hazaña prácticamente inalcanzable debido a la vida media inferior a un yoctosegundo del quark top. Pero los avances tecnológicos y analíticos del LHC han permitido registrar con mayor precisión eventos que antes se perdían en el ruido de fondo.

El hallazgo, según el equipo científico, aún requiere verificación y análisis adicionales , en los que ahora colaboran los grupos de los experimentos CMS y ATLAS . Su validación podría tener implicaciones trascendentales, no solo para la física de partículas, sino para la búsqueda de nuevos fenómenos más allá del Modelo Estándar , como la materia oscura o la unificación de las fuerzas fundamentales .

Una nueva ventana al universo cuántico

Si el toponio es confirmado, abriría una nueva ventana para explorar las propiedades más extremas de la fuerza fuerte , en escalas hasta ahora inaccesibles. Además, podría servir como banco de pruebas para teorías alternativas sobre el origen de la masa, la estabilidad del universo o la naturaleza cuántica del vacío.

El CERN, a través del CERN Courier , ha difundido esta noticia destacando su carácter aún provisional pero prometedor , y la comunidad científica internacional sigue de cerca los avances.