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Original: "Measurement of Born Cross Sections for $$e^+e^-\to\Sigma^-\bar\Sigma^+$$ at $$\sqrt{s}=3.51-4.95$$ GeV and Observation of $$\psi(3770)\to\Sigma^-\bar\Sigma^+$$"
Los físicos han observado por primera vez la desintegración de una partícula que vive menos de una milmillonésima de segundo.
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En el acelerador circular, los electrones se aceleran hasta casi la velocidad de la luz y chocan contra los positrones, sus antipartículas. En el punto de encuentro surge por un instante un cúmulo de energía pura del que nacen nuevas partículas. El detector BESIII, como una cámara de alta velocidad, capta las huellas de estos visitantes efímeros.
Entre ellos se encuentra el par sigma-menos y anti-sigma-más. Son partículas inusuales: están formadas por tres quarks, como los protones, pero viven solo unos 10⁻¹⁰ segundos. Los físicos han medido por primera vez con qué frecuencia nace ese par a energías de 3,51 a 4,95 GeV. Resulta que a una energía de 3,77 GeV la producción aumenta bruscamente: es la huella de la partícula ψ(3770), que se desintegra en el par sigma. Esta desintegración se ha visto por primera vez, y su significancia es de 5,5 sigma, lo que significa que la casualidad queda prácticamente descartada.
La partícula ψ(3770) es un estado ligado de un quark encanto y su antiquark. Es 3,77 veces más pesada que el protón y vive unos 10⁻²³ segundos.
Las probabilidades medidas de producción de las partículas sigma ayudarán a verificar el modelo de dominancia vectorial, que describe cómo un fotón se transforma en partículas a través de mesones vectoriales intermedios. Si el modelo es correcto, las relaciones de probabilidades para los distintos estados de carga de las partículas sigma deben obedecer reglas simples. Los nuevos datos permitirán afinar estas reglas y comprender más profundamente la interacción fuerte que une a los quarks dentro de las partículas.
Las partículas sigma fueron descubiertas en la década de 1950, pero sus propiedades exactas aún se están precisando. Cada nueva medición es como añadir un detalle más al panorama general del micromundo.