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El misterio de XYZ en BESIII

Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha hallado una explicación plausible para la organización precisa de los quarks en estados hadrónicos enlazados más allá de los estados convencionales bariónicos o mesónicos.
El misterio de XYZ en BESIII
Los hadrones son partículas fundamentales vinculadas entre sí mediante interacciones fuertes. Hasta hace poco tiempo, solo se habían establecido experimentalmente dos tipos de estados hadrónicos: bariones, que consisten en tres quarks, y mesones, constituidos por combinaciones de quark-antiquark.

No existe ningún motivo a priori por el cual solo puedan existir bariones y mesones como estados enlazados de los quarks. Los científicos del proyecto BESIII-XYZ (Understanding the nature of exotic hadrons - charmonium spectroscopy at BESIII), financiado por la Unión Europea, buscaron pruebas de la existencia de combinaciones exóticas de quarks utilizando datos del experimento Beijing Electron-Positron Collider II (BESIII), realizado en China.

Cuando se inició la primera generación del experimento BES en 1989, se centró en la física del encanto y los leptones τ accesibles con las energías de centro de masas que se podían obtener. Durante los últimos veinte años, gracias a la gran luminosidad disponible sin precedentes, se han hecho realidad las mediciones de alta precisión, que han dado lugar a un conjunto de datos único para estudiar las partículas XYZ. La expresión «partículas XYZ» se refiere a los hadrones que contienen un quark encanto y antiencanto.

Los científicos descubrieron una partícula nueva llamada ψ(13D2) que queda exactamente en el intervalo de masas de las partículas XYZ y presenta propiedades coherentes con los estados charmonio convencionales, lo cual sugiere que la teoría funciona correctamente. Este descubrimiento reveló que el funcionamiento inesperado de las partículas XYZ no se debe a limitaciones en las predicciones teóricas.

Por otra parte, algunas partículas XYZ no parecen encajar en los estados charmonio estándar. El equipo de BESIII-XYZ acumuló por primera vez pruebas abrumadoras de que algunas partículas XYZ son verdaderamente de naturaleza exótica y también podrían estar relacionadas entre sí.

En particular, al analizar los datos desde el principio de 2014, los científicos demostraron que la partícula X(3872) podría ser un producto de desintegración de otra partícula XYZ potencialmente exótica, la Y(4260). La partícula Zc(3900) también se encontró en la desintegración de Y(4260).

Estas observaciones sorprendentes sirvieron como información de partida importante para diferenciar entre distintos escenarios teóricos para las partículas XYZ. Además, los resultados de BESII-XYZ han ayudado a reforzar la posición de la comunidad europea de la física de hadrones en el programa de física para los futuros colisionadores de electrones-positrones.

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Palabras clave

BESIII, quarks, hadrones, BESIII-XYZ, partículas XYZ
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