La materia tal y como la conocemos está formada por bloques constituyentes llamados quarks. Los quarks se unen entre sí de distintas formas bien conocidas para formar otras partículas: mesones, hechos de un par quark-antiquark pair, y los bariones, hechos de tres quarks. Hasta ahora, no está claro de qué está hecho exactamente Y(4140).
La partícula Y(4140) decae en un par de otras partículas, la J/psi y la phi, lo que sugiere a los físicos que podría ser una composición de quarks charm y anticharm. No obstante, las características de este decaimiento no encajan con las expectativas convencionales para tal composición. Otra posible interpretación más allá de una simple estructura de quark-antiquark son partículas híbridas que también contienen gluones, o incluso combinaciones de cuatro quarks.
Los científicos de CDF observaron las partículas Y(4140) en el decaimiento de una partícula mucho más comúnmente producida que contiene un quark bottom y el mesón B+. Navegando entre billones de colisiones protón-antiprotón del Tevatron en el Fermilab, los científicos de CDF identificaron una pequeña muestra de mesones B+ que decayeron en un patrón inesperado. Posteriores análisis demostraron que los mesones B+ decaían en Y(4140).
LA partícula Y(4140) es el miembro más nuevo de una familiar de partículas de características igualmente inusuales observadas en los experimentos de los últimos años en el Tevatron del Fermilab así como en el laboratorio KEK en Japón y en el Laboratorio del Acelerador Nacional en California.
“Felicitamos al CDF por la primera prueba de un nuevo e inesperado estado Y que decae en J/psi y phi”, dijo el físico japonés Masanori Yamauchi, co-portavoz del experimento Belle de KEK. “Este estado puede estar relacionado con el estado Y(3940) descubierto por Belle y podría ser otro ejemplo de un hadrón exótico que contiene quarks charm. Intentaremos confirmar este estado en nuestros propios datos de Belle”.
Los físicos teóricos están tratando de decodificar la verdadera naturaleza de estas exóticas combinaciones de quarks que caen fuera de nuestra actual comprensión de los mesones y bariones. Mientras tanto los experimentadores continúan felizmente buscando más de tales partículas.
“Estamos construyendo nuestro conocimiento pieza a pieza”, dijo el co-portavoz de CDF Rob Roser de Fermilab, “y con suficientes piezas, comprenderemos cómo encaja este puzle”.
La observación de Y(4140) es el tema de un artículo enviado por CDF a Physical Review Letters esta semana. Además de anunciar a Y(4140), la colaboración del experimento CDF se presentan más de 40 nuevos resultados en la Conferencia Moriond sobre Cromodinámica Cuántica en Europa esta semana, incluyendo el descubrimiento de la producción de un quark top electrodébil y un nuevo límite sobre el bosón de Higgs, en colaboración con experimentadores de la colaboración DZero del Fermilab. Ambos experimentos están activamente siguiendo un amplio programa de física, incluyendo las medidas más precisas de los quarks top y bottom, bosones W y Z y la búsuqeda de nuevas partículas adicionales y fuerzas.
“Gracias al notable rendimiento del Tevatron, esperamos que se incrementen enormemente nuestras muestras de datos en el próximo par de años”, dijo Konigsberg. “Estudiaremos mejor lo que hemos encontrado y con suerte haremos más descubrimientos. Es una época apasionante en el Fermilab”.
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