Las partículas subatómicas también pueden fusionarse y liberar así energía. Las aplicaciones prácticas, sin embargo, no están al alcance de la mano

Buenos Aires-(Nomyc)-Un análogo subatómico de la fusión nuclear libera tanta energía como la fusión de los isótopos del hidrógeno o del helio y según las partículas que se fusionasen, podría liberar aún más según lo explican en Nature Marek Karliner, de la Universidad de Tel Aviv, y Jonathan L. Rosner, de la Universidad de Chicago.

En base a consideraciones teóricas muestran que dos bariones, es decir partículas compuestas por tres quarks, del tipo Λ_c que, aparte de dos quarks ligeros, como los que componen protones y neutrones, incluye un quark pesado del tipo denominado encanto,  pueden fusionarse creando una partícula con una mayor energía de enlace, para lo que ha de liberarse energía cinética.

El proceso recuerda, a nivel subatómico, lo que ocurre cuando los núcleos atómicos más ligeros se fusionan: la energía necesaria para separar los protones y neutrones del núcleo que se forma, o energía de enlace, es mayor que en el caso de los núcleos que se fusionan, y en la creación de ese núcleo mayor se desprende energía.

Por ejemplo, en la fusión de dos núcleos de tritio o de dos núcleos de helio-3 se desprenden algo menos y algo más de doce millones de electronvoltios, una cantidad parecida a la predicha para la fusión de dos Λ_c.

La humanidad satisface la mayor parte de sus necesidades energéticas, desde que supo que quemar madera desprende energía, gracias a la energía de ligadura de la materia ya que las sustancias ricas en carbono se transforman al interaccionar con el oxígeno.

Los neutrones descomponen el uranio y el plutonio en núcleos más ligeros y en las estrellas se fusionan el hidrógeno y otros núcleos ligeros.

Karliner y Rosner han ampliado ahora el principio al campo subatómico: algunos bariones podrían reordenar sus quarks de forma que se liberarían grandes cantidades de energía.

La presencia de quarks pesados es la clave de esa elevada liberación de energía: la ligadura entre ellos es muy intensa.

Karliner y Rosner calcularon que dos Λ_c pueden reaccionar para crear un neutrón y un barión Ξ_cc⁺⁺, una partícula descubierta hace poco en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, que consta de dos quarks encanto y un quark ligero del tipo arriba, y cuya masa había sido predicha correctamente por los propios Karliner y Rosner basándose en una elevada energía de enlace entre los quarks encanto, de la que, a su vez, depende la alta producción de energía en la fusión de los Λ_c.

La energía de enlace entre los quarks aumenta con su masa: la misma reacción con partículas Λ_b, que en vez de un quark encanto contienen un quark fondo, que es aún más pesado, liberaría unas diez veces más energía. Pero estos procesos, dicen los dos investigadores, no son, sin embargo, adecuados para su aplicación práctica de una forma que hoy resulte concebible.

Otra llamativa consecuencia de la fuerte energía de enlace entre los quarks pesados, explican Karliner y Rosner, es que la fusión, no de bariones, sino de mesones pesados, es decir, partículas formadas solo por un quark y un antiquark, pero uno de los cuales es pesado, podría crear tetraquarks, es decir partículas formadas por cuatro quarks, con relativa estabilidad.

Hasta hace poco los tetraquarks eran meramente hipotéticos, pero en años recientes ha habido varias detecciones posibles de esta nueva forma de partícula.                                                                                                                                                                                             Nomyc-15-11-17