BES III halla la evidencia más sólida de glueballs

Físicos del experimento Beijing Spectrometer III (BES III) han presentado la evidencia más sólida hasta la fecha de la existencia de glueballs, partículas compuestas enteramente de gluones, en un preprint publicado en arXiv el mes pasado y presentado la semana pasada en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP). Los hallazgos se centran en la partícula X(2370), que ahora coincide con las predicciones teóricas clave para un glueball.

La colaboración BES III analizó modos de desintegración de X(2370) no reportados anteriormente y descubrió que es un "singlete de sabor", lo que significa que no está ligado a un sabor específico de quark como arriba, abajo o extraño. El equipo estima que la partícula está compuesta en un 90% por gluones, y su masa medida de 2,395 GeV/c² coincide con las predicciones de la cromodinámica cuántica en la red, al igual que su espín y paridad.

Los glueballs son una predicción directa de la cromodinámica cuántica, la teoría de la fuerza nuclear fuerte, y su existencia llenaría un vacío de larga data en el Modelo Estándar. La mayor parte de la masa de protones y neutrones proviene de la energía de los gluones que unen a los quarks, no de los propios quarks, por lo que confirmar los glueballs profundizaría la comprensión de cómo la materia adquiere su masa.

La partícula X(2370) fue descubierta por primera vez en BES III en 2011 con una masa inicial de 2,370 GeV/c², ligeramente por debajo del valor teórico. Para 2024, el experimento había registrado más de 10 mil millones de partículas J/ψ, lo que permitió mediciones más precisas. BES III, un colisionador de electrones y positrones diseñado para estudiar las desintegraciones de J/ψ, comenzó a recopilar datos en 2008 y registró más de 226 millones de eventos en su primer año.

Colin Morningstar, físico de partículas de la Universidad Carnegie Mellon que no participó en la investigación, calificó el resultado como "un triunfo experimental" y "la evidencia más sólida hasta ahora de que partículas dominadas por un componente de glueball pueden existir en la naturaleza", según Science. La verificación independiente es el siguiente paso, posiblemente en la propuesta Super Tau-Charm Facility en China o en el Colisionador de Iones y Electrones en construcción en el Laboratorio Nacional Brookhaven en EE. UU., aunque BES III es actualmente la única máquina dedicada exclusivamente a la búsqueda de gluones.