LHC confirma existência de novo tipo de matéria

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/04/2014

Agora os físicos não têm mais dúvidas da existência de um novo tipo de matéria, distinta daquela que forma os átomos da tabela periódica.[Imagem: Anna Pantelia/CERN]

Dos quarks aos hádrons

Pesquisadores de um dos detectores do LHC anunciaram a confirmação da existência de hádrons exóticos - um tipo de matéria que não pode ser classificado dentro do modelo padrão de partículas.

O novo tipo de matéria é formado por quatro quarks.

Quarks são partículas subatômicas fundamentais que formam a matéria. Até agora se sabia que eles ocorrem ou em grupos de dois (pares quark-antiquark), formando os mésons, de vida muito curta, ou em grupos de três, formando os bárions - os prótons e nêutrons que compõem os núcleos atômicos.

Em conjunto, as partículas formadas por quarks, bárions e mésons inclusive, são conhecidas como hádrons - de onde vem o nome do LHC, Grande Colisor de Hádrons.

Mas, nos últimos anos, os colisores têm detectado várias partículas que não se encaixam nesse modelo de estrutura dos hádrons.

• Descoberta partícula subatômica que não se encaixa no Modelo Padrão

Matéria tetraquark

Agora, a colaboração LHCb afirma ter chegado a resultados inequívocos da existência de uma partícula exótica - chamada Z(4430) - que não se encaixa no modelo de quarks, formando um outro tipo de matéria chamada de tetraquark.

A Z(4430) foi relatada pela primeira vez no acelerador KEKB em Tsukuba, Japão, em 2008. O acelerador SLAC, nos EUA, contudo, não conseguiu reproduzir o experimento, e a existência da nova partícula foi posta em dúvida.

A confirmação veio depois da análise de 25.000 decaimentos de mésons B selecionados de 180 trilhões de colisões próton-próton no LHC, o que permitiu alcançar uma significância de 5,2 sigmas na escala que os físicos usam para descrever a certeza de um resultado.

Como seria de se esperar, há mais perguntas do que respostas sobre a nova partícula de quatro quarks.

Por exemplo, a Z(4430) decai pelo menos 10 vezes mais rápido que se calculava, o que não se encaixa nos modelos iniciais de como uma matéria com quatro quarks deveria se comportar.

Um dos desafios para desvendar esse mistério é que os supercomputadores atuais ainda não têm capacidade suficiente para rodar simulações de como seria uma matéria tetraquark a partir dos chamados primeiros princípios, as descrições fundamentais das partículas e suas interações.

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Bibliografia:
Observation of the resonant character of the Z(4430) state
LHCb collaboration
arXiv
http://arxiv.org/abs/1404.1903