Grande colisor de hádrons encontra evidências de três partículas nunca antes vistas: WebCuriosos
Físicos dizem ter encontrado evidências em dados da Europa Grande Colisor de Hádrons para três combinações de quarks nunca antes vistas, no momento em que o maior triturador de partículas do mundo está iniciando uma nova rodada de experimentos de alta energia.
Os três tipos exóticos de partículas – que incluem duas combinações de quatro quarks, conhecidas como tetraquarks, mais uma unidade de cinco quarks chamada pentaquark – são totalmente consistentes com a Modelo Padrãoa teoria de décadas que descreve a estrutura dos átomos.
Em contraste, os cientistas esperam que a operação atual do LHC produza evidências de física que vão além do Modelo Padrão para explicar a natureza de fenômenos misteriosos como matéria escura. Tais evidências poderiam apontar para novas matrizes de partículas subatômicasou mesmo dimensões extras em nosso Universo.
O LHC esteve desligado durante três anos para atualizar os seus sistemas para lidar com níveis de energia sem precedentes. Essa paralisação terminou em abrile desde então, cientistas e engenheiros do centro de investigação do CERN, na fronteira franco-suíça, têm-se preparado para o reinício hoje das operações científicas.
O centro de controle do CERN estava agitado quando o LHC iniciou sua terceira rodada de coleta e análise de dados.
“É um momento mágico agora”, disse a Diretora Geral do CERN, Fabiola Gianotti, durante webcast de hoje. “Acabamos de ter colisões com uma energia sem precedentes, 13,6 tera-elétron-volts, e isso abre uma nova era de exploração no CERN.”
Gianotti disse que os cientistas do LHC esperam coletar tantos dados durante esta terceira corrida quanto coletaram ao longo de 13 anos durante as duas execuções anteriores do colisor. “Isto, claro, aumentará as nossas oportunidades de descoberta ou de compreensão das leis fundamentais do Universo”, disse ela.
O anel de 27 quilômetros de diâmetro de ímãs supercondutores e seus detectores de partículas deverão estar em operação 24 horas por dia durante quase quatro anos durante a 3ª execução.
O início da corrida de hoje ocorre 10 anos e um dia depois dos físicos do LHC anunciarem sua maior descoberta até o momento: evidências da existência do bóson de Higgsuma partícula subatômica que ajuda a explicar o fenômeno da massa.
Os três novos tipos de partículas subatômicas, descritos hoje durante uma Seminário CERNnão são exatamente revelações no nível de Higgs. Mas eles sugerem que o LHC está no caminho certo para descobrir ainda mais blocos de construção do Universo nunca antes vistos.
O Grande Colisor de Hádrons colide prótons em velocidades próximas à da luz para estudar combinações de quarks conhecidas como hádrons.
“Quanto mais análises realizamos, mais tipos de hádrons exóticos encontramos”, disse Niels Tuning, coordenador de física do detector LHCb do colisor. disse em um comunicado à imprensa.
“Estamos testemunhando um período de descobertas semelhante ao da década de 1950, quando um 'Zoológico de Partículas' de hádrons começou a ser descoberto e finalmente levou ao modelo de quarks de hádrons convencionais na década de 1960. Estamos criando o 'Zoológico de Partículas 2.0'.”
O porta-voz do LHCb, Chris Parkes, disse que estudar novas combinações de quarks “ajudará os teóricos a desenvolver um modelo unificado de hádrons exóticos, cuja natureza exata é amplamente desconhecida”.
A maioria dos hádrons não é tão exótica. Prótons e nêutrons, por exemplo, são compostos de três quarks unidos. (Na verdade, a origem da palavra “quark” volta para uma linha de O Despertar de Finnegan por James Joyce: “Três quarks para Muster Mark!”) Pions são combinações de dois quarks.
Combinações de quatro e cinco quarks são muito mais raras e acredita-se que sejam existe apenas por um instante antes de decair em diferentes tipos de partículas.
Os quarks vêm em seis “sabores” diferentes: para cima e para baixo, para cima e para baixo, charmoso e estranho.
A equipe do LHCb analisou os decaimentos de mésons B com carga negativa e viu evidências da existência de um pentaquark consistindo de um quark charm e um antiquark charm, além de um quark up, down e estranho. É o primeiro pentaquark conhecido por incluir um quark estranho.
Os dois tetraquarks recentemente identificados incluem uma combinação “duplamente carregada eletricamente” de quatro quarks: um quark charm, um antiquark estranho, um quark up e um antiquark down.
Esse tetraquark foi descoberto em combinação com sua contraparte neutra, que tem um quark charmoso, um antiquark estranho, um antiquark up e um quark down. O CERN diz que esta é a primeira vez que um par de tetraquarks foi observado junto.
Alguns modelos teóricos visualizam hádrons exóticos como unidades únicas de quarks fortemente ligados. Outros os veem como pares de hádrons padrão que estão fracamente ligados entre si, semelhante à forma como os átomos se unem para formar moléculas.
“Só o tempo e mais estudos sobre hádrons exóticos dirão se essas partículas são uma, outra ou ambas”, afirma o CERN.
Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o artigo original.
