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Evento de colisão candidato CMS para um méson B0 decaindo em um méson K*0 e dois múons (linhas vermelhas). O méson K*0 decai em um méson K+ (linha magenta) e um méson π- (linha verde). (Imagem: CERN)
A colaboração CMS procurou uma nova física num raro decaimento de uma partícula conhecida, utilizando uma abordagem que pode ser comparada a agitar uma caixa contendo um presente de aniversário para encontrar uma pista sobre o que está dentro.
Ao receber um presente no seu aniversário, você pode ser o tipo de pessoa que arranca imediatamente o papel de embrulho para ver o que há dentro da caixa. Ou talvez você goste de examinar a caixa, adivinhando o conteúdo pela forma, tamanho, peso ou pelo som que ela faz quando você a agita.
Quando os físicos do Grande Colisor de Hádrons (LHC) analisam seus conjuntos de dados em busca de novos fenômenos físicos, como novas partículas, eles geralmente adotam uma de duas abordagens diferentes. Eles realizam uma busca direta por um novo tipo específico de partícula, equivalente a arrancar imediatamente o papel de embrulho, ou usam uma estratégia indireta baseada na mecânica quântica e suas maravilhas sutis, semelhante a sacudir a caixa e adivinhar o que há dentro.
Na conferência anual do LHCP que teve lugar em Boston na semana passada, a colaboração CMS relatou como utilizou a segunda abordagem para procurar nova física num raro decaimento de uma partícula chamada méson B 0 .
O processo físico que leva à decomposição de uma partícula em partículas mais leves pode ser influenciado por partículas novas e desconhecidas, que podem ser demasiado pesadas para serem produzidas no LHC. Esta influência poderia alterar o processo de decaimento de maneiras que podem ser medidas e comparadas com as previsões do Modelo Padrão da física de partículas. Da mesma forma que agitar a caixa que contém o seu presente de aniversário pode lhe dar uma pista sobre o que há dentro, qualquer desvio das previsões do Modelo Padrão pode dar aos físicos uma sugestão de uma nova física.
O decaimento do méson B 0 , que é composto por um quark bottom e um quark down, em um méson K* 0 (contendo um quark estranho e um quark down) e dois múons é particularmente adequado para esta abordagem. Isto ocorre porque ocorre através de uma rara transição de pinguim que é altamente sensível a possíveis contribuições de novas partículas pesadas.
No seu novo estudo, a equipa do CMS utilizou todos os dados recolhidos pelo seu detector entre 2016 e 2018, durante a segunda execução do LHC, para “sacudir” esta “caixa” de decaimento B 0 . Esta caixa oferece muitas maneiras de procurar novas físicas. Uma delas é pesar a caixa, ou seja, medir a taxa na qual ocorre o decaimento. Outra é pegar duas caixas gêmeas – por exemplo, uma correspondente ao decaimento em dois múons e a outra ao decaimento em dois elétrons – e verificar se elas pesam o mesmo.
Em seu novo estudo, os pesquisadores do CMS analisaram o formato da caixa, ou seja, examinaram como as partículas produzidas no decaimento compartilham a energia do méson pai B 0 e mediram em que ângulos elas voam para longe umas das outras. Eles então determinaram um conjunto de parâmetros usando essas energias e ângulos e compararam os resultados com dois conjuntos de previsões do Modelo Padrão.
Para a maioria dos parâmetros, os resultados estão alinhados com esses dois conjuntos de previsões do Modelo Padrão. Contudo, para dois parâmetros, conhecidos como P 5 ' e P 2 , e para energias específicas dos dois múons, os resultados estão em tensão com as duas previsões disponíveis. No geral, os resultados estão de acordo com os resultados anteriores das experiências ATLAS, LHCb e Belle, ao mesmo tempo que melhoram o seu nível de precisão.
Infelizmente, há um tipo de pinguim charmoso e “travesso” que está invadindo a festa de aniversário: um quark charmoso que participa da rara transição do pinguim. Isto complica as previsões do Modelo Padrão e torna difícil tirar uma conclusão. Para avançar, os investigadores precisam de melhores previsões, mais dados e técnicas de análise melhoradas.
Saiba mais no site do CMS .
Para saber mais, acese o link>
https://home.cern/news/news/physics/shaking-box-new-physics
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Web Science Academy; 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).
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.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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