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Processo subatômico raro é observado no LHC

Com informações da Agência Fapesp - 18/05/2015


Decaimento de mésons

Pesquisadores do LHC (Grande Colisor de Hádrons), usando os detectores CMS e LHCb, anunciaram a observação inédita de um processo subatômico muito raro.

Eles constataram que os mésons Bs e B0 - partículas elementares pesadas e instáveis, produzidas apenas em colisões de alta energia, como as que ocorrem em aceleradores de partículas ou pela interação de raios cósmicos - decaem em dois múons, que são partículas atômicas ultraenergéticas.

"O estudo preciso de decaimentos raros, como dos mésons Bs e B0, é uma estratégia complementar para se investigar de forma indireta a possível existência de uma nova Física, além do Modelo Padrão", disse Sérgio Novaes, professor da Unesp e membro da equipe internacional.

Modelo Padrão da Física

O modelo padrão da física de partículas - teoria que descreve as forças fundamentais forte, fraca e eletromagnética, bem como as partículas fundamentais que constituem toda a matéria - prevê que a probabilidade de os mésons Bs e B0 decaírem em múons é muito baixa, de cerca de quatro vezes para cada 1 bilhão de méson Bs e uma vez a cada 10 bilhões de mésons B0 produzidos.

Uma diferença nas probabilidades de decaimento desses dois mésons possibilitaria a confirmação de teorias que vão além do Modelo Padrão, como a da supersimetria - teoria que prevê que, para cada férmion (como quarks, elétrons e neutrinos), há um bóson correspondente, como o de Higgs.

Os experimentos confirmaram as predições do Modelo Padrão com grandes níveis de precisão.

"Os resultados combinados das observações das colaborações CMS e LHCb estão de acordo com as predições do Modelo Padrão e ajudam a eliminar ou restringir uma série de modelos que preveem taxas de decaimento mais elevadas do que as observadas", disse Novaes.

Mais energia

As observações realizadas nos dois detectores - CMS e LHCb - foram feitas com energia de centro de massa do LHC entre 7 e 8 teraelétrons-volts (TeV).

O reinício das operações do LHC, registrando colisões com energia no centro de massa de 13 TeV e com feixes mais intensos de prótons, permitirá dobrar a produção de mésons Bs e B0 e, consequentemente, aumentar ainda mais a precisão das medidas das taxas de decaimento dessas partículas.

Bibliografia:

Artigo: Observation of the rare Bs0 ->µ+µ- decay from the combined analysis of CMS and LHCb data
Autores: CMS Collaboration & LHCb Collaboration
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature14474






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