Descobreixen una partícula especialment encantadora
El CERN anuncia la troballa d’una partícula formada per tres quarks
Quan James Joyce farcia de jocs lingüístics la seva última novel·la, Finnegans wake, publicada el 1939, estava creant sense saber-ho un terme que es faria servir per batejar un tipus de partícula fonamental, el quark. A principis dels seixanta, feia temps que estava clar que els àtoms a partir dels quals es configura tota la matèria del nostre entorn immediat estaven formats per protons i neutrons, que aleshores es consideraven partícules indivisibles, i un núvol d’electrons que els envoltava.
El físic nord-americà Murray Gell-Mann es va adonar que, en realitat, els protons i els neutrons estaven constituïts cadascun per tres partícules remenudes. S’hi va començar a referir amb l’estrambòtic nom de kuork, una mena d’onomatopeia intel·lectual que encara no s’havia plantejat com lletrejar. Al cap d’uns mesos, mentre fullejava Finnegans wake, va topar amb la frase “ Three quarks for Muster Mark!”, en què el terme quark fa referència al grall d’un corb. La coincidència era doble: havia trobat una expressió escrita que coincidia amb l’esgarip utilitzat per batejar aquella partícula i, a més, a la frase de Joyce s’esmentaven tres quarks, com els que hi havia dins de protons i neutrons. El nom, doncs, va quedar adjudicat.
El bestiari de les partícules
La tasca de Gell-Mann formava part d’una de les empreses científiques més ambicioses que s’han escomès mai: investigar l’estructura última de la matèria i confegir un catàleg, una mena de bestiari, amb totes les partícules que la constitueixen. Avui dia, aquest bestiari consta de 17 partícules fonamentals: sis tipus de quarks, sis tipus d’unes partícules anomenades leptons, que inclouen l’electró, i cinc partícules anomenades bosons, entre les quals hi ha l’il·lustre bosó de Higgs. Els noms de cada tipus de quark, com la mateixa categoria, responen a l’arbitrarietat i el caprici dels seus descobridors: up, down, strange, charm, top i bottom.
D’aquestes 17 bestioles, n’hi ha que són, efectivament, integrants de la matèria ordinària que tenim al nostre voltant. També n’hi ha, però, que són meres possibilitats que només es materialitzen en circumstàncies molt concretes, grumolls de matèria que es produeixen al cor de les estrelles, en cataclismes còsmics o als budells dels acceleradors de partícules durant una ínfima fracció de segon. A més, algunes d’aquestes partícules es poden combinar de maneres diverses i donar lloc a un segon nivell del bestiari, força més barroc. Els protons, per exemple, estan formats per dos quarks up i un de down. Per la seva banda, el neutró està format per dos quarks down i un quark up.
La nova bèstia, Xi-cc++
Als anys setanta ja es van detectar als acceleradors algunes d’aquestes possibilitats, com per exemple partícules formades per dos quarks que s’aplegaven durant fraccions efímeres de segon. Ara se n’ha detectat una altra. Investigadors del Consell Europeu per a la Recerca Nuclear (CERN) han anunciat la primera detecció d’una partícula formada per dos quarks charm (encant) i un d’up, que s’ha batejat amb el críptic nom de Xi-cc++. Aquesta nova combinació de quarks s’ha detectat fent xocar partícules que es fan girar a velocitats pròximes a la de la llum al llarg dels 27 quilòmetres de circumferència de l’anell que forma el Gran Col·lisionador d’Hadrons (LHC), colgat a 100 metres de profunditat sota la ciutat de Ginebra. En aquestes col·lisions s’han produït 300 d’aquestes noves partícules, que no han durat més d’una bilionèsima de segon.
La troballa representa un èxit important per als físics, ja que la partícula Xi-cc++ està predita per la teoria que descriu el món microscòpic: el model estàndard. Aquesta teoria és una de les fites més exitoses de l’intel·lecte humà. Entre altres proeses, ha sigut capaç de fer prediccions que han concordat amb els experiments més enllà de la desena xifra. Malgrat això, el model estàndard només explica el 5% de l’Univers. La resta, format per unes entitats anomenades matèria i energia fosca, és un dels reptes més estimulants que la física té al davant. A més, fa uns mesos es van obtenir també a l’LHC resultats que indiquen possibles desviacions respecte de les prediccions teòriques. Aquest descobriment, doncs, és un pas que permet entendre millor la teoria i disposar de més eines per poder ampliar-la, de manera que inclogui els fenòmens que encara és incapaç d’explicar.
