Desintegraciones invisibles de partículas exprés

Original: "Search for new physics with baryons at BESIII"
· Amit Pathak
arXiv:2601.08140 · 2026-01-13 · CC BY 4.0 · 1 min
Los físicos buscaron desintegraciones que se llevan la energía a ninguna parte.

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En el detector BESIII, las partículas representan una obra de teatro: chocan, nacen y se desintegran, dejando destellos de luz. Pero a veces un actor puede salir del escenario sin ser visto, por una puerta secreta que las cámaras no captan. Los físicos buscaban precisamente esas desintegraciones "silenciosas", en las que una partícula se convierte en algo invisible para los instrumentos.

Para ello, utilizaron diez mil millones de eventos con la partícula J/ψ, algo así como revisar diez mil millones de fotografías del mismo instante. Buscaron tres escenarios: el barión sigma más se desintegra en un protón y una partícula invisible; el xi menos, en un pión y una invisible; y el barión lambda puede oscilar hacia su antipartícula, lo que violaría la conservación del número bariónico. En ningún caso encontraron nada sospechoso.

El límite para la probabilidad de desintegración del sigma más es menor de tres diezmilésimas: es como encontrar una moneda falsa entre treinta mil auténticas.

Estos límites son los más estrictos hasta la fecha. Atan de manos a los teóricos que idean modelos con un sector oscuro: si las desintegraciones invisibles existen, deben ser aún más raras de lo que se pensaba. La puerta secreta, si existe, es muy estrecha.

Resumen original

tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.08140

The BESIII experiment at BEPCII provides a clean environment to test baryon-dark sector connections and baryon-number violation. Using $$10^{10}$$ $$J/\psi$$ events, searches were performed for $$\Sigma^{+}\to p+\text{inv}$$, $$\Xi^{-}\to\pi^{-}+\text{inv}$$, and $$\bar{\Lambda}-\Lambda$$ oscillations. No excess was observed, yielding $$\mathcal{B}(\Sigma^{+}\to p+\text{inv})<3.2\times10^{-5}$$, $$\mathcal{B}(\Xi^{-}\to\pi^{-}+\text{inv})<(4-7)\times10^{-5}$$, and $$P(\Lambda)<4.4\times10^{-6}$$ (90\% C.L.). These are the most stringent limits on invisible baryon decays and $$\Delta B=2$$ transitions in strange baryons, probing new physics beyond the Standard Model.

La partícula J/ψ fue descubierta simultáneamente en 1974 por dos grupos, uno en Estados Unidos y otro en China, y su nombre combina ambas designaciones: J y ψ.

En la serie "Dark Matter", las personas llegan a un mundo donde la física habitual no funciona, igual que en la búsqueda de desintegraciones invisibles, donde la energía se escapa a una dimensión desconocida.

Científicos
Frank WilczekRoberto D. PecceiHelen Quinn
Conceptos
BESIII barión lambda búsqueda de partículas más allá del modelo estándar pi ion de bario oscilaciones acústicas de bariones detección de axiones búsqueda de eventos raros sigma