10 junio, 2024
¿Qué son las bolas de gluones? ¿Porqué despiertan tanta expectativa sobre la posibilidad de entender a escala microscópica del Universo? ¿Porqué podrían definirse como la unión más íntima de las interacciones de la materia?
Por Alejandro Massa Varela*
Físicos de China podrían haber dado un gran paso para demostrar la existencia de las “bolas de gluones”, pero ¿en qué consiste esta deducción teórica?
Podría hablarse de los “gluones” como el pegamento que une a los “quarks” para formar protones y neutrones. Dentro de la categoría de los “fermiones”, estos quarks son partículas cuyas interacciones fuertes constituyen la materia de los núcleos atómicos.
Las bolas de gluones son una interacción entre estos portadores de esta fuerza fuerte, la que lo es más de entre las cuatro fuerzas fundamentales del universo, junto a la gravedad, la fuerza débil y el electromagnetismo, manifestaciones de una sola naturaleza.
Los gluones transportan esta extraña fuerza nuclear entre los quarks, carente de un lado atractivo, como la gravedad, o uno positivo y negativo, como el electromagnetismo. Se trata de una interacción de tres cargas diferentes, denominada desde los sesenta por los físicos teóricos como “color”. Un nombre en cierto sentido inadecuado, pero explicativo.
Se debe tener presente que “carga” es el estado cuantificable de electrización de los cuerpos subatómicos, siendo su unidad mínima la carga del electrón. La carga “neta” corresponde a la suma algebraica de todas las cargas de estas partículas.
El protón en el centro del átomo es una integración de tres quarks carente de una carga neta que proceda de la fuerza fuerte del núcleo. Es decir, la carga de estos tres quarks se cancela, la carga de color diferente de cada uno, azul, verde o roja. Los quarks se cancelan mutuamente, así como sus luces de colores se pierden en una luz blanca.
Existen las partículas conocidas como “mesones”, formadas por un “quark” y un “antiquark”. Este último, detrás de la falta de color, puede ser “antiazul”, “antiverde” y “antirojo”. Los gluones que trasladan la fuerza nuclear fuerte son una mezcla de colores. Interactúan con quarks, pero también pueden interactuar con otros gluones. Y aquí es donde la física se vuelve interesante: los gluones pueden formar una partícula sin necesidad de quarks.
El paso de la física teórica a la física de comprobación experimental es una cuestión difícil y muy distinta. El espectrómetro III de Beijing o “BES III” es un colisionador de partículas desarrollado para formar un tipo específico de mesón: “J/psi” o “J/ψ”. Inestable y de poca duración, lo forman un “quark charm”, quark encantado, y un “antiquark charm”.
Tras estudiar más de 10 mil millones de J/ψ en descomposición, investigadores de China aseguran haber hallado una nueva partícula que denominaron “X(2370)”.
Medir la masa de una partícula en gramos u onzas da muchas fracciones. Este paréntesis representa su masa en megaelectronvoltios sobre la velocidad de la luz al cuadrado. El número 2370 se trata de una primera estimación, y hay una reciente expectativa teórica de que exista una bola de gluones con una masa de 2395 megaelectronvoltios.
Estas observaciones inéditas de los físicos chinos son lo más cercano a una demostración de las hasta ahora solo teóricas bolas de gluones. No siendo una prueba o una evidencia incontrovertible, otra interacción entre quarks y antiquarks podría crear esta partícula. Se requiere aún más trabajo para llegar a probar la bola de gluones de un J/ψ.
Es difícil ver cuales son los sueños de los físicos teóricos, pero hasta ahora imposible ver la realidad que debería existir fuera del sueño y que lo permite.
