Heptaquark (Zoológico de Partículas Subatómicas)

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.