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LHC confirma existência de novo tipo de matéria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/04/2014

LHC confirma existência de novo tipo de matéria
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.

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.

Bibliografia:

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