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Impressão artística do Tcc +, um tetraquark composto por dois quarks charme e um antiquark up e down (Imagem: CERN)
Descoberta de um novo hádron exótico contendo dois quarks charmosos e um antiquark up e down.
No dia 29/07/2021, o experimento LHCb no CERN apresenta uma nova descoberta na Conferência da Sociedade Física Europeia sobre Física de Altas Energias (EPS-HEP). A nova partícula descoberta por LHCb, rotulada como T cc + , é um tetraquark - um hádron exótico contendo dois quarks e dois antiquarks. É a partícula de matéria exótica de vida mais longa já descoberta e a primeira a conter dois quarks pesados e dois antiquarks leves.
Quarks são os blocos de construção fundamentais a partir dos quais a matéria é construída. Eles se combinam para formar hádrons, ou seja, bárions, como o próton e o nêutron, que consistem em três quarks, e os mésons, que são formados como pares quark-antiquark. Nos últimos anos, vários dos chamados hádrons exóticos - partículas com quatro ou cinco quarks, em vez dos convencionais dois ou três - foram encontrados. A descoberta de hoje é de um hádron exótico particularmente único, um hádron exótico exótico, se você preferir.
A nova partícula contém dois quarks charme e um antiquark up e down. Vários tetraquarks foram descobertos nos últimos anos (incluindo um com dois quarks charme e dois antiquarks charme ), mas este é o primeiro que contém dois quarks charme, sem antiquarks charme para equilibrá-los. Os físicos chamam isso de “feitiço aberto” (neste caso, “feitiço aberto duplo”). Partículas contendo um quark charme e um antiquarque charme têm “charme oculto” - o número quântico charme de toda a partícula é igual a zero, assim como uma carga elétrica positiva e uma negativa o fariam. Aqui, o número quântico charmoso soma dois, portanto, tem o dobro do charme!
O conteúdo de quark de T cc + tem outras características interessantes além de ser um charme aberto. É a primeira partícula a ser encontrada pertencente a uma classe de tetraquarks com dois quarks pesados e dois antiquarks leves. Essas partículas decaem ao se transformar em um par de mésons, cada um formado por um dos quarks pesados e um dos antiquarks leves. De acordo com algumas previsões teóricas, a massa dos tetraquarks desse tipo deve ser muito próxima da soma das massas dos dois mésons. Tal proximidade em massa torna o decaimento “difícil”, resultando em uma vida útil mais longa da partícula e, de fato, T cc + é o hádron exótico de vida mais longa encontrado até hoje.
A descoberta abre caminho para a busca por partículas mais pesadas do mesmo tipo, com um ou dois quarks charme substituídos por quarks bottom. A partícula com dois quarks bottom é especialmente interessante: de acordo com os cálculos, sua massa deveria ser menor que a soma das massas de qualquer par de mésons B. Isso tornaria o decaimento não apenas improvável, mas realmente proibido: a partícula não seria capaz de decair por meio da interação forte e teria que fazê-lo por meio da interação fraca, o que tornaria seu tempo de vida várias ordens de magnitude mais longo do que qualquer anterior observado hádron exótico.
O novo T cc + tetraquark é um alvo atraente para estudos futuros. As partículas nas quais ele decai são comparativamente fáceis de detectar e, em combinação com a pequena quantidade de energia disponível no decaimento, isso leva a uma excelente precisão em sua massa e permite o estudo dos números quânticos desta partícula fascinante. Isso, por sua vez, pode fornecer um teste rigoroso para modelos teóricos existentes e pode até mesmo permitir que efeitos anteriormente inalcançáveis sejam sondados.
Leia mais no site do LHCb e no CERN Courier .
Fonte: CERN / Por Piotr Traczyk / 10-08-2021
https://home.cern/news/news/physics/twice-charm-long-lived-exotic-particle-discovered
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Hélio R.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020,
pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB),
como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
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