Cientistas do CERN descobrem nova partícula através do LHC

Geneva, 14 de julho de 2015. Hoje, o experimento LHCb no Grande colisor de Hádrons do CERN comunicou a descoberta de uma classe de partículas conhecida como pentaquarks.

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Guy Wilkinson, do LHCb, diz em um comunicado que o pentaquark não é uma nova partícula qualquer. Segundo ele:

"O pentaquark representa uma maneira de agregar quarks, os constituintes fundamentais da prótons e nêutrons normais, em um padrão que nunca foi observado antes em mais de cinquenta anos de pesquisas experimentais. Ao estudar suas propriedades, poderemos entender melhor o que constitui a matéria comum, os prótons e nêutrons a partir dos quais todos somos feitos."

Nosso entendimento da estrutura da matéria foi revolucionado em 1964 quando o Físico americano, Murray Gell-Mann, propôs que uma categoria de partículas conhecidas como Bárions, que incluem prótons e nêutrons, são compostos de três objetos fracionados carregados chamados quarks, e outra categória, mésons que são formados de pares quark-antiquark. Gell-Mann ganhou o Prêmio Nobel em Física pelo seu trabalho em 1969. Este modelo de quark também permite a existência de outros estados quark, como o pentaquark, composto de 4 quarks e um antiquark. Até agora, no entanto, nenhuma evidência conclusiva para o pentaquarks foi vista.

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Os pesquisadores do LHCb identificaram a existência do pentaquark examinando o decaimento da partícula Bárion, conhecida como Λb (Lambda b), se dividindo em três partículas, a J/ψ(J-psi), um próton e um káon carregado.

Estudando o espectro de massas do J-psi e o próton revelaram que estados intermediários eram envolvidos na sua produção. Estes tem sido nomeados Pc(4450)+ e Pc(4380)+, o primeiro sendo claramente visível como um pico nos dados, e o último sendo necessário para descrever os dados completamente.

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"Beneficiando-se de muitos dados fornecido pelo LHC, e a excelente precisão do nosso detector, nós examinamos todas as possibilidades para estes sinais, e concluímos que eles só podem ser explicados por estados pentaquark"

"Mais precisamente os estados que precisam ser formados por dois quark up, um quark down, um quark charm e um anti-quark charm".

Diz o físico do LHCb, Tomasz Skwarnicki da Universidade de Syracuse.

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Experimentos anteriores que haviam procurado pelos pentaquarks provaram-se inconclusivos. Onde o experimento do LHCb difere é que este tem sido capaz de visualizar os pentaquarks de muitas perspectivas, com todos eles apontando para a mesma conclusão. Como se as pesquisas anteriores estivessem olhando para silhuetas no escuro, aonde o LHCb conduziu o experimento com luzes acesas e de todos os ângulos. O próximo passo na análise será estudar como os quarks são agrupados com os pentaquarks, para isso mais experimentos serão feitos.

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Traduzido por mim, termos como "quark up" são escritos assim em PT-BR também.