Revolución en la física de partículas: el número bariónico del protón no lo llevan los quarks, sino una 'unión gluónica'

Nuevos resultados de la colaboración STAR en el RHIC, publicados en la revista Science, proporcionan la primera evidencia experimental de que el número bariónico del protón no es transportado por sus tres quarks de valencia, sino por una «unión gluónica» con forma de Y —una configuración topológica no perturbativa del campo de gluones .

• Tres mediciones independientes —colisiones de isóbaros (Ru+Ru vs. Zr+Zr), colisiones fotón-oro y la producción neta de protones en colisiones Au+Au— mostraron un transporte de bariones hacia la región central de rapidez significativamente mayor de lo que se predeciría si los quarks de valencia portaran el número bariónico de forma individual .
• Los datos descartan directamente la imagen tradicional en la que cada quark de valencia carga B=1/3, y en su lugar respaldan la hipótesis de la «unión bariónica» propuesta en la década de 1970, según la cual la propia unión gluónica porta el número bariónico completo (B=1) y carga eléctrica cero .
• En las colisiones, esta unión gluónica se frena con mucha más facilidad que los quarks de valencia de alto momento; su energía se convierte en nuevos bariones que se dispersan perpendicularmente a la línea del haz, mientras que los quarks prosiguen su trayectoria hacia adelante .

Trascendencia para la materia gluónica

• El hallazgo replantea la comprensión fundamental de cómo el número bariónico —una propiedad cuántica conservada que distingue la materia de la antimateria— se codifica en la estructura de los hadrones .
• Esto implica que los gluones no solo mantienen unidos a los quarks, sino que pueden ser el locus principal de un número cuántico conservado, otorgando a la materia gluónica un papel más directo en la estabilidad de la materia ordinaria.
• El resultado también proporciona una herramienta experimental clave para estudiar el transporte del número bariónico desde los primeros instantes del universo, lo cual es relevante para el problema de la asimetría entre materia y antimateria, y respalda configuraciones exóticas como los glueballs bariónicos y las «buckyballs» gluónicas predichas por la cromodinámica cuántica (QCD) .