Os prótons podem conter uma partícula menor que é mais pesada que o próprio próton: WebCuriosos

Os prótons podem ter mais “charme” do que pensávamos, sugere uma nova pesquisa.

Um próton é uma das partículas subatômicas que constituem o núcleo de um átomo. Por menores que sejam os prótons, eles são compostos de partículas ainda menores. partículas elementares conhecidos como quarks, que vêm em uma variedade de “sabores” ou tipos: up, down, estranho, charme, bottom e top.

Normalmente, acredita-se que um próton seja composto de dois quarks up e um quark down. Mas um novo estudo descobriu que é mais complicado do que isso.

Os prótons também podem conter um quark charmoso, uma partícula elementar que tem 1,5 vezes a massa do próprio próton. Ainda mais estranho, quando o próton contém o quark charme, a partícula pesada ainda carrega apenas cerca de metade da massa do próton.

Todas as descobertas se resumem ao mundo probabilístico de física quântica. Embora o quark charm seja pesado, a chance de ele surgir em um próton é bastante pequena, então a grande massa e a pequena chance basicamente se cancelam.

Dito de outra forma, a massa total do quark charm não é absorvida pelo próton, mesmo que o quark charm esteja lá, Notícias científicas relatadas.

Embora os prótons sejam fundamentais para a estrutura do átomos – que constituem toda a matéria – também são muito complicados.

Os físicos não conhecem realmente a estrutura fundamental dos prótons. A física quântica afirma que, além dos quarks up e down conhecidos por estarem presentes, outros quarks podem aparecer em prótons de vez em quando, disse Stefano Forte, físico da Universidade de Milão, ao podcast Resumo da Natureza.

Forte foi coautor do novo artigo que mostra evidências do quark charme em prótons, publicado na revista Natureza 17 de agosto

Existem seis tipos de quarks. Três são mais pesados ​​que os prótons e três são mais leves que os prótons. O quark charmoso é o mais leve do lote pesado, então os pesquisadores queriam começar com ele para descobrir se um próton poderia conter um quark mais pesado que ele mesmo. Eles fizeram isso adotando uma nova abordagem para 35 anos de dados de destruição de partículas.

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Para aprender sobre a estrutura das partículas subatômicas e elementares, os pesquisadores lançam partículas umas contra as outras em velocidades alucinantes em aceleradores de partículas como o Grande Colisor de Hádronso maior destruidor de átomos do mundo, localizado perto de Genebra.

Cientistas da colaboração sem fins lucrativos NNPDF reuniram esses dados de destruição de partículas que remontam à década de 1980, incluindo exemplos de experimentos em que fótonselétrons, múons, neutrinos, e até mesmo outros prótons colidiram com prótons.

Observando os detritos dessas colisões, os pesquisadores podem reconstruir o estado original das partículas.

No novo estudo, os cientistas entregaram todos esses dados de colisão a um algoritmo de aprendizado de máquina projetado para procurar padrões sem quaisquer noções preconcebidas de como as estruturas poderiam parecer.

O algoritmo retornou estruturas possíveis e a probabilidade de elas realmente existirem.

O estudo encontrou uma chance “pequena, mas não negligenciável” de encontrar um quark charmoso, disse Forte à Nature Briefing. O nível de evidência não foi suficientemente elevado para que os investigadores declarassem a descoberta inegável do quark charm em protões, mas os resultados são a “primeira evidência sólida” de que ele pode estar lá, disse Forte.

A estrutura do próton é importante, disse Forte, porque para descobrir novas partículas elementares, os físicos terão que descobrir diferenças minúsculas entre o que as teorias sugerem e o que é realmente observado. Isto requer medições extremamente precisas de estruturas subatômicas.

Por enquanto, os físicos ainda precisam de mais dados sobre o indescritível “encanto” dentro de um próton. Experimentos futuros, como o planejado Colisor de Íons-Elétrons no Laboratório Nacional de Brookhaven em Upton, Nova York, podem ajudar, disse Tim Hobbs, físico teórico do Fermilab em Batavia, Illinois, à Science News.

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Este artigo foi publicado originalmente por Ciência Viva. Leia o artigo original aqui.