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En el colisionador chino se observó por primera vez cómo una partícula de vida corta se transforma en un par de hiperones xi.
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En el acelerador BEPCII, electrones y positrones colisionan y producen miles de millones de partículas. Entre ellas, el mesón J/ψ, que vive menos de una milmillonésima de segundo. Su desintegración a veces da lugar al mesón eta (ηc), un cúmulo de quarks aún más efímero. Por primera vez se ha logrado ver cómo este mesón eta se convierte en un par de hiperones xi: partículas que contienen un quark extraño.
Los hiperones xi son como mariposas raras en el mundo de las partículas: viven miles de millones de veces más que los resonancias ordinarias, pero aun así desaparecen en milmillonésimas de segundo.
Medir la probabilidad de esta desintegración es un trabajo delicado. Hay que separar la señal deseada del fondo y tener en cuenta la interferencia (superposición de ondas) con la producción directa de hiperones xi. Se obtuvieron dos valores según el tipo de interferencia: 0,133% y 0,163%. Esto ayuda a precisar cómo interactúan los quarks dentro de los hadrones.
El mesón eta está formado por un quark encanto y su antiquark, como una pareja de gemelos que giran en un baile que dura solo un instante.
El detector BESIII ha acumulado 10 mil millones de eventos de J/ψ. Es como revisar granos de arena en una playa para encontrar algunas pepitas de oro: así de raras son estas desintegraciones.
Using $$(10087\pm 44)\times 10^6$$ $$J/\psi$$ events collected with the BESIII detector at the BEPCII collider, we report the first observation of the decay $$\eta_{c} \to \Xi^{0} \bar{\Xi}^{0}$$. The interference between $$J/\psi\to\gamma\eta_c\to\gamma\Xi^0\bar{\Xi}^0$$ and $$J/\psi\to\gamma\Xi^0\bar{\Xi}^0|_{\rm non-resonance}$$ is considered in the $$\Xi^0 \bar{\Xi}^0$$ mass spectrum fits. The branching fractions are measured to be $$B(\eta_c \to \Xi^0 \bar{\Xi}^0)=(1.33 \pm 0.03 \pm 0.18) \times 10^{-3}$$ for the constructive interference and $$B(\eta_c \to \Xi^0 \bar{\Xi}^0)=(1.63 \pm 0.04 \pm 0.21) \times 10^{-3}$$ for the destructive interference, where the first uncertainties are statistical and the second are systematic.
Los hiperones xi contienen un quark extraño, que es más ligero que el quark encanto pero más pesado que los quarks arriba y abajo. Es precisamente esa 'extrañeza' la que hace que su comportamiento sea inusual y valioso para el estudio.
En la novela 'El problema de los tres cuerpos' de Liu Cixin se mencionan experimentos en aceleradores donde los físicos buscan nuevas partículas: investigaciones similares se llevan a cabo en BESIII.