Existen seis tipos o sabores distintos de quarks: up, down, charm, strange, top y bottom. Todos ellos, junto con los electrones, son partículas fundamentales, bloques que se unen para formar la materia bariónica que vemos a diario. Ahora, el CERN acaba de anunciar el descubrimiento de cuatro nuevas partículas en el Gran Colisionador de hadrones (LHC) en Ginebra. Las cuatro son tetraquarks, partículas formadas por un par de quarks charm y otro par de quarks.

Con esto, el LHC ha encontrado un total de 59 partículas nuevas desde que comenzó a funcionar en 2009. Una de ellas es el popular bosón de Higgs, que llevó a François Englert y Peter Higgs a ganar un Premio Nobel. 

Curiosamente, aunque algunas de estas nuevas partículas se esperaban basadas en nuestras teorías establecidas, algunas fueron en conjunto más sorprendentes.

El artículo original, escrito por los físicos Patrick Koppenburg y Harry Cliff, se encuentra disponible en The Conversation.

Más preguntas que respuestas

Sin embargo, teniendo en cuenta el descubrimiento total de las partículas, encontramos más preguntas que respuestas. Al estudiarlas, la naturaleza nos dice lo que considera aceptable o lo que no permite como una combinación de quarks. 

¿Por qué todos los tetraquarks y pentaquarks contienen un par de quarks charm (con una sola excepción)? ¿Y por qué no hay partículas correspondientes con pares de quarks strange? Actualmente no hay explicación.

Por otro lado, también está el misterio de cómo estas partículas se unen mediante la fuerza fuerte, una de las cuatro interacciones fundamentales del universo.

Más allá del Modelo Estándar

El descubrimiento de nuevas partículas es crucial para lograr el objetivo final del LHC: encontrar física más allá del Modelo Estándar. A pesar de su éxito, el modelo estándar ciertamente no es el último hito en la comprensión de las partículas. Por ejemplo, es incompatible con los modelos cosmológicos que describen el origen del universo.

Los científicos del LHC están buscando nuevas partículas fundamentales que puedan explicar esas discrepancias. Estas podrían ser visibles en el LHC, pero estarán ocultas en el fondo de las interacciones entre partículas. O podrían aparecer como pequeños efectos de la mecánica cuántica en procesos conocidos.

En cualquier caso, se necesita una mejor comprensión de la fuerza fuerte para encontrarlos. Con cada nuevo hadrón, mejoramos nuestro conocimiento de las leyes de la naturaleza, llevándonos a una mejor descripción de las propiedades más fundamentales de la materia.