Heptaquark
Un heptaquark es una partícula exótica compuesta por siete quarks (o una combinación equivalente de quarks y antiquarks) unidos por la fuerza fuerte descrita por la Cromodinámica Cuántica (QCD).
Es una extensión del concepto de hadrón:
- Un barión tiene 3 quarks (p, n, etc.).
- Un mesón tiene 2 (un quark y un antiquark).
- Un pentaquark tiene 5 (4 quarks + 1 antiquark).
- Un hexaquark tiene 6.
- El heptaquark tiene 7: es el siguiente paso posible en la familia de hadrónes multiquark.
Estructura general:
Su composición básica puede representarse como:
Es decir:
- Dos bariones (cada uno con tres quarks)
- Un antiquark adicional
Lo importante es que el sistema total sea neutro en color (un “singlete” en SU(3)_c).
Esto significa que, aunque cada quark tiene un color (rojo, verde o azul), todos deben combinarse de modo que el conjunto sea “blanco” o sin color neto.
Cómo podría existir:
Los heptaquarks pueden formarse teóricamente de dos formas principales:
Modelo molecular hadrónico:
Una especie de “molécula” compuesta por tres hadrones, por ejemplo:
(un nucleón, un antikaón y otro nucleón unidos por la fuerza fuerte residual).
Modelo compacto multiquark:
Los siete quarks están muy próximos y entrelazados por gluones, formando una partícula única y fuertemente ligada, pero este escenario es mucho más inestable energéticamente.
Propiedades cuánticas esperadas:
Estado experimental (2025):
Hasta la fecha no se ha confirmado experimentalmente ningún heptaquark.
Sin embargo, simulaciones de QCD en redes (lattice QCD) y algunos modelos teóricos sugieren que pueden existir estados resonantes o moleculares transitorios con siete quarks, especialmente en regiones de energía alta (del orden de los pocos GeV).
Los experimentos como LHCb, Belle II y RHIC continúan buscando señales de estados multiquark más allá de los pentaquarks y hexaquarks ya observados.
Importancia teórica:
Los heptaquarks son relevantes porque:
- Exploran los límites del confinamiento de color en QCD.
- Permiten estudiar cómo la fuerza fuerte residual puede unir múltiples hadrones, no sólo pares o tríos.
- Ofrecen pistas sobre materia exótica densa, como la que podría existir en el interior de estrellas de neutrones.
- Demuestran que la QCD permite, en principio, cualquier combinación multiquark si el sistema total es neutro en color.
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