Os barións compoñen toda a materia visible do universo, polo que estudar como se desintegran axuda aos científicos a poñer a proba a precisión das predicións do Modelo Estándar, a teoría que describe a maioría das partículas e forzas coñecidas, e a buscar indicios dunha física máis alá del.

Pero, por que mirar máis aló desde modelo? Ademais da propia natureza da investigación científica, impulsada polo desexo de explorar o descoñecido, existen fenómenos como a materia escura ou o predominio da materia sobre a antimateria que o Modelo Estándar non pode explicar, co cal estanse a buscar sinais que poidan indicar a presenza de novas leis da física.

Unha colaboración internacional do experimento LHCb – que procede das siglas en inglés Large Hadron Collider beayty experiment-, un dos seis detectores de partículas que está no Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) vén de anunciar a observación dun tipo de decaemento de barións incriblemente raro: a transformación dun barión sigma-mais (Σ⁺) nun protón, un antimuón e un muón.

Este achado, liderado polo investigador Francesco Dettori da Universidade de Cagliari, contou coa participación destacada de Jeremy Peter Dalseno, investigador postdoutoral do Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI) da Universidade da Coruña. Dalseno foi responsable do modelado do proceso físico e do seu contraste coas predicións do Modelo Estándar.

Estamos ante un proceso que ocorre só unha vez entre cada 100 millóns de decaementos, o cal foi confirmado empregando datos de colisións protón-protón recollidos entre 2016 e 2018 no LHC, período no que os científicos analizaron arredor de 250 eventos de decaemento de Σ⁺.

O resultado, cualificado como o decaemento de barións máis raro xamais observado, foi posible grazas á combinación de técnicas avanzadas de aprendizaxe automática e ás melloras no sistema de adquisición de datos do detector LHCb, desenvolvidas no marco dun proxecto ERC, liderado tamén desde o CITENI, polo investigador distinguido do programa Oportunius da Xunta de Galicia Diego Martínez Santos.

Este estudo confirma con gran precisión as predicións do Modelo Estándar, resolvendo unha incógnita aberta desde hai vinte anos, cando o experimento HyperCP en Fermilab detectou indicios deste proceso que apuntaban á posible existencia de novas forzas físicas más aló das contidas neste modelo.

“Unha vez máis, o Modelo Estándar prevalece” – comenta o equipo investigador -. Os datos seguen estando en liña coas súas predicións, o que confirma a súa solidez a pesar de ter sido creado hai décadas”.