Un científico de la USAL aporta nuevos avances en la física nuclear y de partículas

El catedrático de Física Nuclear y de Partículas de la Universidad de Salamanca (USAL), Alfredo Valcarce, ha publicado un nuevo estudio que aborda aspectos básicos de la interacción fuerte, "uno de los problemas más complejos, largamente estudiados y todavía no resueltos de la física nuclear y de partículas".

Así lo ha señalado la USAL tras la publicación de la investigación, en colaboración con los investigadores Jean-Marc Richard, científico y profesor emérito de la Universidad de Lyon, y Javier Vijande, catedrático de la Universidad de Valencia y antiguo alumno de la USAL.

'Physical Review Letters', "una de las revistas más prestigiosas del campo de la física de partículas", explica la USAL, recoge la investigación conjunta titulada 'Very heavy flavored dibaryons' en la que los físicos de las universidades españolas y francesa contribuyen a "esclarecer aspectos básicos de la interacción fuerte".

En el trabajo, los científicos han resuelto el problema de seis cuerpos con interacciones realistas que permiten describir los estados más ligeros como el protón y el neutrón. Se trata de "técnicas numéricas muy complejas" y "con una gran dificultad teórica añadida" consecuencia de problemas de teoría de grupos e identidad de partículas, cuyo desarrollo "ha sido el fruto de un trabajo conjunto durante muchos años y que es accesible a muy pocos grupos de investigación en el mundo", ha explicado Alfredo Valcarce a través de Comunicación USAL.

La investigación, con soluciones exactas del problema de seis cuerpos en el límite de quarks pesados, es "un paso importante para acotar las soluciones de la teoría en el sector de quarks ligeros y, por tanto, avanzar en uno de los desafíos más importantes de la física nuclear y de partículas en el siglo XXI, mejorar nuestro conocimiento de la interacción fuerte", ha subrayado el catedrático salmantino.

"No se debe olvidar, que más allá del puro conocimiento teórico, estamos hablando de progresar en el conocimiento de la teoría básica, fundamental en procesos tan relevantes como la obtención de energía a través de fisión o fusión, o incluso el desarrollo de tratamientos médicos avanzados en la lucha contra otra de las grandes pandemias de la humanidad, el cáncer", ha indicado.

PROTONES Y NEUTRONES

Los constituyentes de los núcleos, protones y neutrones, están formados por entidades fundamentales que reciben el nombre de quarks. Los quarks solo aparecen en la naturaleza en agregados de tres partículas (barión) o partícula-antipartícula (mesón), ha explicado la USAL.

Sin embargo, la teoría básica de la interacción fuerte, la cromodinámica cuántica (QCD), permite la existencia de agregados con un mayor número de quarks siempre que sean un múltiplo entero o combinación de las estructuras anteriores. Así, podrían existir, por ejemplo, agregados de seis quarks, dibariones, de dos quarks y dos antiquarks, tetraquarks, o de cuatro quarks y un antiquark, pentaquarks, ha reseñado en la información facilitada a Europa Press.

Estas estructuras reciben de forma genérica el nombre de multiquarks y su posible estabilidad -en lenguaje técnico se habla de que puedan estar ligados- se ha debatido durante décadas en la comunidad de la interacción fuerte.

En la naturaleza hay seis tipos distintos de quarks. El mundo que observamos está formado únicamente por los quarks más ligeros, que conocemos como up (u) y down (d). Los otros tipos, con nombres tan curiosos como strange (s), charm (c), bottom (b) y top (t), son más pesados y se transforman de forma espontánea en los más ligeros.

En la actualidad estos quarks más pesados se pueden producir de forma sencilla a través de colisiones de partículas en grandes aceleradores, como es el LHC en Europa, Belle en Japón o RHIC en USA, entre otros.