Los físicos que trabajan en el detector ALICE utilizaron datos de colisiones protón-protón en el LHC durante tres años y
Los investigadores explican que la colisión de partículas elementales en los colisionadores provoca una interacción de alta energía que conduce aEstas partículas sufren transformaciones posteriores, emitiendo radiación en forma de gluones adicionales.En este proceso en cascada, la energía de las partículas originales se transfiere a muchas partículas de menor energía.
El patrón de dicha radiación depende de la masa del partón emisor de gluones.La región alrededor de la dirección de vuelo del partón en la que se suprime la radiación se denomina cono muerto.
Los físicos notan que el efecto de cono muerto fuepredicho por la teoría de la interacción fuerte hace unos treinta años, pero hasta ahora, los científicos solo han podido fijar su presencia indirectamente. El principal problema era la dificultad para determinar la dirección del movimiento del partón, así como el hecho de que la región del cono muerto puede estar llena de partículas en las que se ha convertido el partón radiante.
Flujo de partones en cascada. Fuente: CERN
En su trabajo, los investigadores reconstruyeronel flujo de partones a lo largo de su producto final, el chorro de hadrones, que es detectado por los detectores. En el proceso de analizar una gran muestra de observaciones de colisiones protón-protón, los físicos descubrieron un chorro que contenía un quark c (quark encantado). Pudieron rastrear toda la historia de la emisión de gluones por parte de este quark. Una comparación del patrón de emisión de gluones de un quark encantado con la distribución de gluones y quarks sin masa reveló un cono muerto en la estructura del quark c.
Los investigadores señalan que además de confirmarteoría de la interacción fuerte y la existencia del efecto de cono muerto, el descubrimiento también prueba que el quark encantado tiene masa. Las partículas sin masa no tienen conos muertos, lo que significa que al estudiar este efecto, se puede estimar la masa de los quarks.
Las masas de los quarks son fundamentales.cantidades en física de partículas, pero no se puede acceder a ellas ni medirlas directamente en experimentos porque, con la excepción del quark top, los quarks están atrapados dentro de partículas compuestas. Nuestra técnica de observación directa del cono muerto de partón ofrece una forma de medir la masa de los quarks.
Andrea Dainese, física de ALICE, coautora del estudio
Imagen de portada: CERN
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