Uma partícula subatómica há muito prevista pelos teóricos foi finalmente observada, pondo fim a uma espera de várias décécadas na física.
Batizada de Ξcc+ (Xi-cc plus), esta entidade assemelha-se ao protão mas com uma massa superior, pois é formada por dois quarks charm e um quark down. A sua detecção foi possibilitada pelo detetor LHCb melhorado no Grande Colisionador de Hadrões (LHC) do CERN. Uma colaboração internacional mobilizou mais de mil cientistas para realizar esta descoberta.
Representação artística desta partícula pesada semelhante ao protão.
Crédito: Chris Parkes
Para identificar o Ξcc+, os físicos analisaram a sua desintegração em partículas mais leves durante colisões protão-protão. Um sinal claro, correspondendo a uma massa de 3619,97 MeV/c², foi registado. Esta medida concorda com as previsões teóricas estabelecidas a partir de uma partícula aparentada já conhecida, confirmando assim a validade do modelo.
Esta observação resolve um debate científico que durava há mais de vinte anos, onde afirmações anteriores sobre a existência desta partícula nunca tinham sido verificadas. A massa medida da partícula detectada alinha-se perfeitamente com as expectativas das últimas teorias, trazendo a confirmação tão aguardada.
Os quarks e a formação das partículas
Os quarks são constituintes fundamentais da matéria, que se combinam para formar hadrões como os protões e os neutrões. Existem seis tipos de quarks, incluindo os up, down e charm, cada um com propriedades distintas como a massa e a carga eléctrica. Estas partículas interagem através da força forte, uma das forças fundamentais da natureza, que os mantém unidos em configurações estáveis ou semi-estáveis.
Quando três quarks se juntam, formam bariões, uma categoria que inclui o protão, composto por dois up e um down, e o Ξcc+, com dois charm e um down. A massa de um barião depende largamente dos tipos de quarks envolvidos; os quarks charm sendo mais pesados, o Ξcc+ tem uma massa superior à do protão. Esta diversidade de combinações permite aos físicos testar as previsões do modelo padrão da física de partículas.
A descoberta do Ξcc+ permite aprender sobre a maneira como os quarks pesados se podem organizar. Valida teorias desenvolvidas ao longo de anos e abre caminho para o estudo de outras partículas exóticas. Explorando estes agrupamentos, os investigadores esperam desvendar os mecanismos que governam a matéria.
Este avanço encoraja pesquisas futuras destinadas a mapear o conjunto de partículas possíveis, contribuindo assim para uma imagem mais completa do Universo na sua escala mais pequena.
Fonte: Encontros de Moriond Electroweak