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Por primera vez se miden las probabilidades de desintegración de J/ψ y ψ(3686) en un par de hiperones Σ0 y un mesón η, lo que refina la regla del 12%.
El arqueólogo retira con cuidado capa tras capa, y cada nuevo estrato en la excavación del charmonio es una desintegración rara registrada por el detector. El charmonio, un estado ligado de un quark encanto y su antiquark, vive fracciones de segundo insignificantes, pero alcanza a contar sobre las fuerzas que mantienen unidos a los quarks. Esta vez se han desenterrado dos nuevos canales: J/ψ → Σ0Σ̄0η y ψ(3686) → Σ0Σ̄0η.
La probabilidad del primero es de 7.5 posibilidades por cada 100 000; la del segundo, de 1.3 por cada 100 000. Suena como buscar un grano de arena marcado en un puñado de 13 000, pero para los físicos es una veta de oro. El cociente de estas probabilidades, 17.3%, debería obedecer la «regla del 12%», predicha por la cromodinámica cuántica. La regla afirma: si dos partículas se desintegran en los mismos fragmentos, el cociente de sus probabilidades es del 12%. Aquí se obtiene 17.3%, dentro de 3σ de la predicción. Es una desviación moderada, no tan dramática como en el famoso «enigma ρπ», pero añade un nuevo punto al mapa de violaciones.
La regla del 12% es como esperar que dos edificios similares, construidos con los mismos ladrillos, se derrumben de la misma manera. Pero si uno de ellos tiene una grieta oculta, los escombros volarán de forma distinta. Las desviaciones de la regla señalan esas «grietas» en nuestra comprensión de la interacción fuerte.
El detector BESIII, en el colisionador BEPCII, ha acumulado una estadística récord: 10 mil millones de eventos de J/ψ y 2.7 mil millones de eventos de ψ(3686). Los hiperones Σ0 se reconstruyeron a través de sus desintegraciones en un fotón y un barión Λ, y el mesón η mediante dos fotones. Para separar la señal del fondo se empleó un ajuste cinemático con cuatro restricciones y el método de bandas laterales bidimensionales. La eficiencia de detección se determinó repesando los eventos simulados según la distribución de Dalitz observada; esto es crucial porque los eventos reales se distribuyen de manera distinta a lo que predice un simple espacio fásico.
En los espectros de masas invariantes de Σ0η y Σ0Σ̄0 no se hallaron resonancias intermedias significativas ni realces umbrales. Esto limita las hipótesis sobre barioños y estados multiquark, que se discuten activamente para canales análogos. La ausencia de realces también es un resultado: indica que la desintegración ocurre directamente, sin «estaciones» intermedias.
El barioño es un estado ligado hipotético de un barión y un antibarión que podría manifestarse como un aumento brusco en el número de eventos cerca del umbral de producción. Aquí no se observa tal aumento.
El trabajo añade un nuevo punto a la sistemática de violaciones de la regla del 12% en estados finales bariónicos. Por primera vez se mide un canal con un par de Σ0 y un mesón η, lo que amplía el conjunto de datos para contrastar los modelos teóricos. La acumulación de mayor estadística de ψ(3686) en BESIII y en el futuro STCF permitirá refinar Q y comprobar si la desviación del 12% es una fluctuación estadística o un efecto real. El arqueólogo sigue cavando: cada nueva capa acerca a comprender cómo los quarks se agrupan en hadrones.
La probabilidad de desintegración J/ψ → Σ0Σ̄0η es de aproximadamente 7.5 posibilidades por cada 100 000, lo que equivale a encontrar un grano de arena marcado en un puñado de 13 000 granos.
