5130: Encontradas evidências de uma rara decomposição do Bosão de Higgs

CIÊNCIA/FÍSICA

Animatron-io / Deviant Art

O procedimento ATLAS, levado a cabo no Grande Colisionador de Hadrões (LHC) do Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN), encontrou a primeira evidência de que o Bosão de Higgs se decompõem em dois leptões e um fotão.

Em comunicado publicado esta semana, o CERN refere que este é um dos mais raros processos de decaimento do Bosão de Higgs – vulgarmente conhecido como “Partícula de Deus” – já observados no acelerador de partículas do LHC.  

Desde que foi descoberto, em meados de 2012, os cientistas têm trabalhado arduamente para caracterizar as suas propriedades e procurar as várias formas através das quais esta partícula de vida curta se pode decompor.

Desde a decadência copiosa (mas experimentalmente desafiadora) até aos quarks b à desintegração extremamente rara mas de fundo baixo de quatro leptões, cada processo de decaimento oferece uma forma distinta de estudar as propriedades desta partícula elementar que não sofre interacções fortes, ao contrário dos hadrões.

Neste caso em particular, conta a agência noticiosa Europa Press citando o CERN, os físicos do projecto ATLAS debruçaram-se sobre um decaimento da “Partícula de Deus” mediado por um fotão virtual. Comparativamente com o familiar fotão estável e sem massa, esta partícula elementar tem, normalmente, uma massa muito pequena (mas diferente de zero) e decai instantaneamente em dois leptões.

Os cientistas vasculharam o conjunto de dados do segundo ciclo de trabalho do LHC, procurando colisões de um fotão com dois leptões cuja massa combinada fosse inferior a 30 Gev. Nesta região, decaimentos com fotões virtuais devem dominar outros processos que produzem o estado final. O ATLAS mediu uma taxa de sinal do Bosão de Higgs neste canal de decaimento que é  1,5 +/- 0,5 vezes a expectativa do Modelo Padrão.

A probabilidade de o sinal observado ter sido causado por uma flutuação de fundo é de 3,2 sigma, um valor menor do que 1 em 1000, precisa o CERN na mesma nota.

Com a grande quantidade de dados que vão surgir do próximo programa do LHC, o estudo de decaimentos raros da “Partícula de Deus” deverá tornar-se a nova norma.

Estes dados vão permitir que os físicos deixem de relatar evidências da sua existência e passem a confirmar as suas observações e a conduzir estudos experimentais detalhados sobre as propriedades do Bosão de Higgs. Consequentemente, serão conduzidos testes cada vez mais rigorosos do Modelo Padrão.

O Bosão de Higgs foi apanhado a fazer algo inesperado

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Por ZAP
15 Fevereiro, 2021


1771: O Grande Colisionador de Hadrões acaba de dar à luz uma partícula incomum

CIÊNCIA

CERN / LHCb Collaboration

O Grande Colisionador de Hadrões (LHC), celebrizado pela descoberta do Bosão de Higgs, acaba de dar à luz uma nova partícula. Baptizada de Pc (4312) +, a partícula recém-descoberta faz parte da classe dos pentaquarks e pode abrir caminho para a compreensão da estrutura da matéria no Universo.

A descoberta, anunciada pela Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), revela que a descoberta é fruto de um estudo levado a cabo por Tomasz Skwarnicki, professor de Física na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Syracuse, nos Estados Unidos.

De acordo com a nova publicação, cujos resultados foram esta semana publicados na página oficial do LHC, a descoberta evidenciou novos dados sobre a classe dos pentaquarks, classe de partículas muito raras que consistem, tal com o nome indica, em partículas subatómicas compostas por cinco quarks.

Em meados de 2015, uma equipa de físicos que trabalhava no detector do LHC, localizado na Suíça, encontrou pela primeira vez estas partículas. Na época, foram observadas duas partículas desta classe, que acabaram por ser baptizadas de Pc (4450) + e Pc (4380) +.

Agora, volvidos quatro anos após a primeira observação, Skwarnicki analisou mais dados recolhidos do LHC, conseguindo estudar com mais detalhe estas partículas. Além de ter descoberto uma nova partícula, nota a página, o cientista conseguiu ainda revelar uma estrutura mais complexa do que a encontrada anteriormente.

“Até agora, achávamos que um pentaquark era composto por cinco partículas elementares [quarks] juntas, e as nossas descobertas mostram o contrário”, disse Skwarnicki citado em comunicado divulgado pelo portal Phys.org.

O procedimento experimental de Skwarnicki, que usou o dobro da força utilizada anteriormente, permitiu à equipa de cientistas observar as estruturas dos pentaquarks de “forma mais clara do que antes”, permitindo ainda recolher dez vezes mais dados.

“O que pensávamos ser um pentaquark acabou por ser duas partículas, com pouco espaço entre elas”, explicou o cientista. A descoberta, segundo explicou, foi detectada através de um trio de picos estreitos nos dados do LHC. Cada um destes picos refere-se a um determinado pentaquark, um em especial está dividido em duas partes: um barião (que contêm três quarks) e um mesão (que contêm dois quarks).

A mesma nota sublinha outro aspecto “único” sobre estes três pentaquarks já descobertos: a sua massa é ligeiramente menor do que a soma das suas partes. Neste caso em específico, a massa é menor do que a soma do barião e o mesão.

“Os pentaquarks podem não desempenhar um papel importante no material de que somos feitos, mas a sua existência pode afectar significativamente os nossos modelos de matéria que são encontrados noutras partes do Universo, como as estrelas de neutrões”, rematou.

À semelhança do que aconteceu com o Bosão de Higgs, também conhecido como A Partícula de Deus, os pentaquarks foram teorizados durante anos. Durante muito tempo, os cientistas não consideravam provável a sua existência. Em 2015, e graças ao acelerador de partículas do CERN, esta ideia caiu por terra – afinal, os pentaquarks existem e foram já observados três “espécimes”.

SA, ZAP //

Por SA
28 Março, 2019

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