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O detector LHCb (Imagem: M. Brice/CERN)
O decaimento mais raro do hiperon já observado.
A colaboração LHCb relatou a observação do hyperon Σ + →pμ + μ - decaimento raro na XV International Conference on Beauty, Charm, Hyperons in Hadronic Interactions (BEACH 2024) em Charleston, Carolina do Sul, EUA. Um hyperon é uma partícula contendo três quarks, como o próton e o nêutron, incluindo um ou mais quarks estranhos.
Decaimentos raros de partículas conhecidas são uma ferramenta promissora para a busca de física além do Modelo Padrão (SM) da física de partículas. No SM, o processo Σ + →pμ + μ - só é possível por meio de “diagramas de loop”: em vez do decaimento acontecer diretamente, estados intermediários precisam ser trocados em um “loop”, conforme ilustrado nos diagramas (a) e (b) abaixo.
Na teoria quântica de campos, a probabilidade de tal processo ocorrer é a soma das probabilidades de todas as partículas possíveis trocadas neste loop, tanto conhecidas quanto desconhecidas. É isso que torna tal processo sensível a novos fenômenos. Se uma discrepância entre a medição experimental e os cálculos teóricos fosse observada, ela poderia ser causada por uma contribuição de algumas partículas desconhecidas. Essas partículas poderiam ser trocadas no loop ou mediar esse decaimento diretamente, interagindo com os quarks e então decaindo em um par de múons. No último caso, mostrado no diagrama (c) abaixo, a nova partícula deixaria uma pegada nas propriedades dos dois múons.
Diagramas de Feynman ilustrando o decaimento Σ+→pμ+μ- no Modelo Padrão (diagramas a e b) e com uma nova partícula intermediária X0 (diagrama c). (Imagem: LHCb)
Estudos do decaimento Σ + →pμ + μ - foram especialmente emocionantes graças a uma dica de uma estrutura que havia sido observada nas propriedades do par de múons em 2005 pela colaboração HyperCP (E871). Com apenas três eventos, a estrutura estava longe de ser conclusiva, e esperava-se que o estudo do LHCb lançasse alguma luz sobre a situação.
Por fim, os dados do LHCb não mostram nenhuma estrutura de pico significativa na região de massa do dímuon destacada pelo HyperCP, portanto, desmentindo a dica. A nova análise, no entanto, observa o decaimento com alta significância, e a medição precisa da probabilidade de decaimento junto com outros parâmetros seguirá, permitindo buscas adicionais por discrepâncias com as previsões do SM.
Leia mais nas apresentações do LHCb no BEACH, bem como na nota da conferência .
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Fonte: CERN / Piotr Traczyk / Publicação 28/07/2024
https://home.cern/news/news/physics/lhcb-investigates-rare-s-pmm-decay
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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).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
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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Site: https://www.orionbook.com.br/
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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