Ayer wordpress decidió cercenar media entrada sobre pentaquarks en la que había escrito una explicación sobre el significado del descubrimiento que se anunció ayer en el experimento LHCb.
Cuidado, LHCb ha observado una molécula hadrónica, no un pentaquark.
En esa entrada encontraréis muchas explicaciones de modelos, diagramas de Argand, anchuras y esas cosas. Desgraciadamente no estoy de acuerdo ni con el título ni con el mensaje. ¿Por qué? Porque sí, pero voy a ser un poco más explícito retomando la discusión que ayer tuve que borrar para poder publicar la entrada.
¿Qué sabemos y qué no sabemos sobre el pentaquark?
Un pentaquark se define en términos mínimos como un sistema compuesto por 5 quarks (4 quarks y un antiquark para ser más exactos). Fin de la historia.
Como explicamos en la entrada de ayer, en el LHCb han encontrado una desintegración de una partícula que tiene un paso intermedio que necesariamente ha de contener 5 quarks.
La desintegración de la partícula 
ha de tener un estado intermedio, lo que se llama una resonancia, compuesta por los quarks (
), donde 
indica el antiquark del c.
ha de tener un estado intermedio, lo que se llama una resonancia, compuesta por los quarks (), donde indica el antiquark del c.
Esto es todo lo que dicen en el artículo escondido tras muchos datos y muchas palabrejas. Entonces, ¿es un pentaquark o no?
La respuesta es, el estado intermedio tiene un contenido de cinco quarks por lo tanto es un pentaquark. Fin del asunto.
Ahora bien, hay cosas que no sabemos.
Por un lado no tenemos ni idea de si el pentaquark ha de ser una única partícula formada por esos cinco quarks (como el protón o el neutrón tienen tres quarks) ligados fuertemente.
Es decir, que el pentaquark sea una partícula de pleno derecho al nivel del protón.
Esta es una posibilidad y es la que Francis llama “pentaquark verdadero”.
Otra posibilidad es que el sistema no sea más que la unión entre un barión (tres quarks) y un mesón (quark-antiquark) formando una “molécula” hadrónica y ligados entre ellos por un residuo de la interacción fuerte entre quarks.
En cierto sentido el barión y el mesón conservarían su individualidad, hablando muy pedestremente, y formarían un sistema compuesto.
Esto es lo que se ha denominado un “Falso pentaquark”.
En realidad ni falso ni verdadero porque no tenemos ni idea de si estas agrupaciones de quarks se unen con mucha intensidad o poca.
Esa distinción está bien para las discusión teórica de distintos modelos que eligen una u otra forma de ligar los cinco quarks, pero en realidad no sabemos qué opción ha tomado la naturaleza. Tal vez puedan existir ambas, tal vez pueda existir solo la molécula, no lo sabemos.
Lo que han afirmado en el LHCb es que tenemos un estado de 5 quarks bien definido. Eso es innegable y la estadística es muy buena y se seguirá trabajando en ella.
Lo que podemos decir, y por eso no se mojan en el artículo, es que no podemos afirmar si el pentaquark es de una clase u otra de las descritas. Pero por eso es bueno tener uno entre manos, porque así vamos a ir saliendo de dudas de este tema que se ha prolongado por más de 50 años.
A mí, tras leer el artículo varias veces, me parece bien que no se metan en discusiones teóricas que no pueden respaldar con el experimento. Pero, sin duda, este hecho de confirmarse abrirá todo un nuevo mundo para entender la ingrata interacción fuerte que ha traído de cabeza a los físicos desde su descubrimiento.
Modelos sobre el tema hay muchos, ahora solo hay que esperar a que el experimento dictamine. Para mí, si tiene 5 quarks es un pentaquark. molécula o no molécula.
Así que voy a terminar esta breve entrada citando el párrafo del artículo que ha elegido también Francis:
Different binding mechanisms of pentaquark states are possible. Tight-binding was envisioned originally [2, 3]. Examples of other mechanisms include a diquark-diquarkantiquark model [33, 34], a diquark-triquark model [35], and a coupled channel model [36]. Weakly bound “molecules” of a baryon plus a meson have been also discussed [37].Son posibles diferentes mecanismos de ligadura de los estados pentaquark. La ligadura intensa fue propuesta inicialmente [2,3]. Ejemplos de otros mecanismos incluyen un modelo diquark-diquarkantiquark [33,34], un modelo diquark-triquark [35], y un modelo de canal acoplado [36]. Moléculas débilmente ligadas de un barión más un mesón han sido también discutidas [37].
Pues eso, que ahora hay que saber qué modelo es el acertado, pero de entrada no podemos tener ninguno favorito más allá de las intuiciones y preferencias personales. Cinco quarks sobre la mesa, eso es todo lo que tenemos.
http://cuentos-cuanticos.com/
