Os físicos confirmaram a existência de uma nova partícula subatômica, um tipo de bárion contendo dois quarks “charm” ao lado de um quark “down”. Esta descoberta, feita no Large Hadron Collider (LHC) em Genebra, na Suíça, expande a nossa compreensão dos blocos de construção fundamentais da matéria e das forças que os governam.
Os blocos de construção da matéria
Os átomos são compostos de prótons e nêutrons, que por sua vez são feitos de partículas ainda menores chamadas quarks. Existem seis “sabores” de quarks: up, down, charm, estranho, bottom e top. Os quarks mais pesados, como o charm, são muito menos comuns na matéria cotidiana, mas cruciais para a compreensão da força nuclear forte.
O que torna esta partícula única?
A partícula recém-descoberta é um bárion duplamente encantado, o que significa que contém dois quarks charmosos em vez dos quarks up habituais encontrados nos prótons. Esta substituição aumenta significativamente a sua massa – cerca de quatro vezes a de um próton. A partícula, designada como bárion, é composta por três quarks, classificando-a como um hádron, uma família maior de partículas composta por quarks.
O experimento LHCb, um dos nove detectores do LHC, detectou a nova partícula durante colisões de prótons de alta energia. Quando os prótons colidem a mais de 99% da velocidade da luz, sua energia se transforma em novas partículas que decaem rapidamente em formas mais leves. Esta descoberta marca o 80º hádron observado no LHC desde o início dos experimentos.
Por que isso é importante: a força forte
A descoberta dessas partículas exóticas ajuda os físicos a explorar a força forte, a força fundamental mais poderosa, mas menos compreendida, da natureza. Esta força une os quarks dentro dos hádrons, e compreendê-la requer desvendar as complexidades da cromodinâmica quântica (QCD).
“Encontrar esses tipos de partículas ajuda a ensinar os físicos sobre a força forte, que é a força mais poderosa da natureza e une os hádrons.”
O recém-descoberto bárion é apenas o segundo a ser observado com dois quarks pesados. O anterior, encontrado em 2017, continha dois quarks charm e um quark up. A nova partícula é ainda menos estável, decaindo seis vezes mais rápido. Estas vidas curtas tornam a detecção difícil, mas fornecem dados vitais sobre como a força forte opera.
A descoberta foi anunciada na conferência Moriond de física de partículas, em Itália, destacando os contínuos avanços na física de altas energias e a nossa crescente capacidade de investigar os segredos mais profundos do Universo.
Esta pesquisa é essencial para testar o Modelo Padrão da física de partículas e refinar nossa compreensão de como a massa e outras propriedades surgem em partículas compostas como os bárions. As atualizações do LHC em 2023 já produziram esta nova partícula, sugerindo novas descobertas por vir.
