Una piedra pesada cae en un estanque y por el agua se extienden ondas con un patrón especial: por él se puede saber qué se oculta bajo la superficie. Así, aproximadamente, estudian los físicos las desintegraciones de partículas: transformaciones raras en las que una partícula pesada se convierte de repente en una ligera, emitiendo luz o un par de partículas cargadas. En el nuevo trabajo se calculó por primera vez este proceso para una partícula llamada barión xi, un 'peso pesado' del mundo de las partículas subatómicas.

El barión xi contiene un quark b pesado modelo estándar (una partícula que forma parte, por ejemplo, del protón, pero mucho más pesada) y dos quarks más ligeros. Cuando el quark b se transforma en otro quark más ligero, toda la partícula cambia: en lugar del barión xi se obtiene otra partícula: el barión lambda. Estas transformaciones se describen con fórmulas complejas que dependen de cómo se distribuyen las cargas y las corrientes dentro de la partícula. Estas 'fórmulas' se denominan factores de forma, y son precisamente las que los autores del trabajo calcularon mediante un método llamado QCD en celosía. La QCD en celosía es una forma de cálculo en la que el espacio y el tiempo se dividen en celdas diminutas, como una rejilla, y se resuelven las ecuaciones en esa rejilla con supercomputadoras.

Los cálculos mostraron con qué frecuencia el barión xi se desintegra emitiendo luz (un fotón) o creando un par de partículas: un muón y un antimuón (parientes pesados del electrón). Estas desintegraciones son extremadamente raras: aproximadamente una vez por cada mil millones de casos. Pero precisamente en esa rareza reside su valor. Si un experimento detecta que la desintegración ocurre con mayor o menor frecuencia de lo que predice la teoría actual (el modelo estándar), será una señal de la existencia de nuevas partículas o fuerzas que aún no conocemos.

El resultado es un mapa con el que los experimentadores del Gran Colisionador de Hadrones y de otras instalaciones podrán buscar desviaciones de las predicciones. Así como el patrón en el agua de una piedra puede revelar la profundidad del estanque, las raras desintegraciones del barión xi ayudarán a mirar más allá de la física conocida.