Descripción de la imagen: Visualización artística de las interacciones entre partículas inestables. Fuente de la imagen: Astronoo IA.
Cada partícula contiene una energía colosal, gobernada por mecanismos sutiles y complejos, estudiados en el marco de la fascinante física de partículas.
Los quarks y los leptones son las partículas elementales que constituyen toda la materia ordinaria que conocemos, mientras que los bosones son los mediadores de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Los protones y los neutrones son partículas compuestas, constituidas por un ensamblaje complejo de quarks unidos por gluones.
El pentaquark es una partícula compuesta con una estructura más compleja que la de un protón. Los pentaquarks son partículas subatómicas exóticas constituidas por cinco quarks.
Un pentaquark está constituido por cuatro quarks ($q$) y un antiquark ($\bar{q}$), lo que se puede escribir simbólicamente como $(qqqq\bar{q})$. Esta estructura permite una gran diversidad de combinaciones posibles, haciendo que su estudio sea particularmente complejo.
A diferencia del protón, los pentaquarks son extremadamente inestables y se desintegran rápidamente en otras partículas, como mesones o bariones.
Es imposible aislar un solo quark porque la interacción fuerte, que los une, se vuelve más intensa a medida que los quarks se alejan entre sí. Este fenómeno es conocido como "confinamiento de quarks".
En cambio, cuando los quarks están muy cerca unos de otros, la interacción fuerte se debilita, dando lugar a una propiedad llamada "libertad asintótica".
Los pentaquarks se detectan indirectamente en experimentos de física de altas energías (como en el LHCb en el CERN) gracias a los productos de su desintegración.
Los pentaquarks fueron detectados experimentalmente en 2015. Este descubrimiento permitió confirmar la existencia de formas exóticas de materia previstas teóricamente desde la década de 1960.
Describir un pentaquark como un ensamblaje sutil de un barión y un mesón es una descripción parcial y plausible, pero también se contemplan otras configuraciones, como el estado compacto.