Glueballs: Cientistas podem ter encontrado uma partícula feita inteiramente de força nuclear

de Bruno Rizzato 0

Depois de décadas de pesquisa, os cientistas podem finalmente ter identificado uma “glueball”, ou seja, uma partícula feita puramente de força nuclear.

 

A hipótese de ela existir como parte do modelo padrão da Física de Partículas, existe desde a década de 70, podendo ser detectada indiretamente pelo seu processo de decadência. Agora, uma equipe de cientistas de partículas na Áustria diz ter encontrado a evidência para a existência de glueballs, observando o decaimento de uma partícula conhecida como f0(1710).

 

Prótons e nêutrons são feitos de minúsculas partículas elementares chamadas quarks, e quarks são mantidos juntos por partículas ainda menores chamadas glúons. Também conhecidas como partículas pegajosas, glúons sem massa são descritos como uma versão complicada do fóton, porque da mesma forma que fótons são responsáveis ​​pela força do eletromagnetismo, glúons são encarregados de exercer uma força nuclear muito significativa. “Na Física de Partículas, cada força é mediada por um tipo especial de força das partículas, e a partícula responsável pela força nuclear é o glúon”, explica Anton Rebhan, um dos pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena.

 

Porém, há uma grande diferença entre os dois: enquanto os fótons não são afetados pela força que exercem, os glúons são. Esse importante fato significa que, enquanto os fótons não podem existir no que é conhecido como “estado de ligação”, glúons podem ser ligados entre si através de sua própria força nuclear para formar glueballs. “A existência de glueballs traz a ideia de que partículas não só podem ser forças ou portadoras de força (ou seja, fótons), como também partículas sem massa dependem da força que fazem, permitindo que glueballs existam em um estado estático”, relatou o portal TechTimes.

 

Glúons podem não possuir massa por conta própria, mas suas interações dão massa às glueballs, o que, teoricamente, permite aos cientistas que as detectem, mesmo que apenas indiretamente, através de seu processo de decadência. Embora várias partículas tenham sido identificadas como candidatas a glueballs em experimentos com aceleradores de partículas, até agora, ninguém havia sido capaz de criar um caso convincente para qualquer uma delas.

 

Os cientistas ficaram mais próximos de encontrar uma glueball com dois possíveis candidatos: f0(1500) e f0(1710), partículas subatômicas chamadas mésons, compostas de um quark e um antiquark cada. Por algum tempo, f0 (1500) foi considerado o candidato mais promissor dos dois, porque, embora f0 (1710) produzisse melhores resultados quando aplicado a modelos de computador, seu processo de decaimento produzia quarks pesados, também conhecidos como “quarks estranhos”.

 

Isso era um problema, pois alguns cientistas assumiram que as interações de glúons não costumam diferenciar quarks mais pesados ​​dos mais leves, algo que Rebhan e seus colegas disseram ter reconciliado em seus cálculos, publicados na Physical Review Letters.

 

Nossos cálculos mostram que é realmente possível que glueballs possam decair predominantemente em quarks estranhos”, diz ele, explicando que quando o padrão de deterioração para quarks mais leves também foi medido com f0(1710), os resultados relacionaram-se bem com o seu modelo.

 

Os pesquisadores esperam que os novos dados de experimentos feitos no Grande Colisor de Hádrons do CERN, na Suíça, e um experimento com um acelerador em Pequim (BESIII), possam ajudá-los a fortalecer a definição de f0(1710) como uma glueball.

 

Esses resultados serão cruciais para nossa teoria. Para esses processos com multipartículas, a nossa teoria prevê taxas de decaimento que são bastante diferentes das previsões de outros modelos mais simples. Se as medições estiverem de acordo com nossos cálculos, isso será um sucesso notável para nossa abordagem”, concluiu Rebhan.

[ Foto: Reprodução / TU Wien ]

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