Hallazgo histórico en el Gran Colisionador del CERN: aparece una partícula pesada nunca antes vista

Se conoce como protón a aquella partícula subatómica con carga eléctrica positiva situada en el núcleo de todo átomo de nuestro universo. La primera vez que el ser humano fue capaz de plasmar todo el conocimiento de esta partícula fue en la segunda década del siglo XX –entre 1917 y 1919–, cuando el físico neozelandés Ernest Rutherford lo descubrió al bombardear nitrógeno con partículas alfa.

Ahora, más de 100 años después de los primeros registros de la partícula, investigadores del CERN –en colaboración con expertos de la Universidad de Manchester (Reino Unido)– habrían descubierto de una nueva partícula subatómica en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Esta partícula, a la que han bautizado como Xi-cc-plus, es un nuevo tipo de partícula pesada similar al protón. En concreto, sería hasta incluso cuatro veces más pesada, lo que permitiría a los científicos comprender de mejor manera cómo funciona la fuerza que mantiene unidos los núcleos atómicos.

El resultado es el primer descubrimiento de partículas realizado con el detector LHCb mejorado, un importante proyecto internacional en el que participaron más de 1000 científicos de 20 países.

El profesor Chris Parkes, jefe del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Manchester, lideró la colaboración internacional durante la instalación y la primera operación del detector LHCb Upgrade. Asimismo, dirigió la contribución del Reino Unido al proyecto durante más de una década, desde su aprobación hasta su puesta en marcha.

«El experimento de Rutherford con láminas de oro en un sótano de Manchester transformó nuestra comprensión de la materia, y el descubrimiento de hoy se basa en ese legado utilizando tecnología de vanguardia en el CERN. Ambos hitos demuestran hasta dónde puede llevarnos la investigación impulsada por la curiosidad. Este descubrimiento pone de manifiesto la extraordinaria capacidad del detector LHCb mejorado y la solidez de las contribuciones del Reino Unido y Manchester al experimento», señaló el profesor Parkes.

Por su parte, el Dr. Stefano De Capua, quien dirigió la producción del módulo detector de silicio, añadió: «El detector es una especie de 'cámara' que capta las partículas producidas en el LHC y toma fotografías 40 millones de veces por segundo. Utiliza un chip de silicio diseñado a medida que también cuenta con una variante para su uso en aplicaciones de imágenes médicas».

Tal como detalla la entidad universitaria, la partícula Xi-cc-plus fue identificada a través de su desintegración en tres partículas más ligeras registradas en colisiones protón-protón en el LHC en 2024, el primer año de funcionamiento completo del experimento LHCb Upgrade.

Esta observación resuelve una cuestión que había permanecido abierta durante más de dos décadas desde que se hizo una afirmación no confirmada sobre la observación de esta partícula. En la siguiente fase del programa LHC, la Universidad de Manchester desempeñará un papel protagonista en la actualización LHCb 2, que está prevista para aprovechar en mayor medida todas las capacidades del acelerador de alta luminosidad del LHC.

«Este descubrimiento pone de relieve las apasionantes oportunidades científicas que se avecinan mientras nos preparamos para la próxima generación de actualizaciones. La participación continua del Reino Unido en la Actualización 2 del LHCb será clave para garantizar que el Reino Unido siga estando a la vanguardia de la física de partículas», sentenció Parkes.