Cientistas do Fermilab descobrem nova partícula com quatro "sabores" - Mistérios do Universo

Breaking

29 de fevereiro de 2016

Cientistas do Fermilab descobrem nova partícula com quatro "sabores"

.....
.....
Os cientistas colaboradores do DZero no Departamento de energia do Fermilab nos EUA descobriram uma nova partícula - o mais recente membro a ser adicionado às espécies exóticas de partículas conhecidas como tetraquarks. 

Os quarks são partículas pontuais, que normalmente vêm em pacotes de dois ou três, sendo os mais conhecidos o próton e o nêutron (cada um feita de três quarks). Existem seis tipos, ou "sabores", de quark para escolher:  up, down, strange, charm, bottom and top. Cada um deles tem também uma contraparte de antimatéria.

Ao longo dos últimos 60 anos, os cientistas observaram centenas de combinações duplas e trios de  quarks.

Em 2003, cientistas do experimento Belle no Japão relataram a primeira evidência de quarks pendurados para fora como um quarteto, formando uma tetraquark. Desde então, os físicos têm vislumbrado um punhado de diferentes candidatos a tetraquark, incluindo agora a recente descoberta do DZero - o primeiro observado para conter quatro sabores diferentes de quarks.

DZero é um dos dois experimentos no Tevatron Collider do Fermilab. Embora o Tevatron fora aposentado em 2011, os experimentos continuaram a analisar bilhões de eventos previamente gravados a partir de suas colisões.

Como é o caso de muitas descobertas, a observação do tetraquark veio como uma surpresa quando os cientistas do DZero vieram pela primeira vez com sugestões em julho de 2015 da nova partícula, chamada X (5568). O nome vem de sua massa de 5568 megaelectronvolts.

"No início, nós não acreditamos que era uma nova partícula", diz co-porta-voz do DZero Dmitri Denisov. "Só depois de múltiplas verificações realizadas cruzadas que começamos a acreditar que o sinal que vimos não poderia ser explicado por fundos ou processos conhecidos, mas foi a evidência de uma nova partícula."

Na esquerda: Um pion, formado por um quark down e um quark up. No centro, um próton, que faz parte da família dos bários, feito de dois quarks up e um quark down. Na direita, X(5568), um tetraquark, formado por um quark up, um quark down, um quark strange e um quark bottom. 

O X (5568) não é qualquer novo tetraquark. Enquanto todos os outros tetraquarks observados contem, pelo menos, dois dos mesmos sabores, X (5568) tem quatro sabores diferentes: up, down, strange e bottom. 

"A pergunta seguinte será entender como os quatro quarks são colocados juntos," diz o co-porta-voz do DZero Paul Grannis. "Eles poderiam ser amassadas juntas em uma bola apertada, ou eles podem ser um par de quarks firmemente presos que giram a uma certa distância do outro par."

Quarteto de quarks são raros, e, embora não há nada na natureza que proíba a formação de um tetraquark, os cientistas não entendem bem quanto entendem sobre os quarks de duplos e triplos.

Esta última descoberta vem na esteira da primeira observação de uma pentaquark - a partícula de cinco quarks apresentada ano passado pelo experimento LHCb no Large Hadron Collider.

Os cientistas vão aguçar a sua imagem do quarteto de quarks, fazendo medições de propriedades, tais como as formas com que X (5568) decai ou o quanto ele gira sobre seu eixo. Como investigações das tetraquarks vieram antes dele, os estudos do X (5568) irá fornecer uma outra janela para o funcionamento da força forte que mantém essas partículas juntas.

E talvez a espécie de tetraquark emergente se tornará uma classe estabelecida no futuro, mostrando-se tão numerosos quanto seu irmão de dois e três quarks.

"A descoberta de um único membro da família tetraquark com quatro sabores diferentes de quarks vai ajudar a desenvolver modelos teóricos que permitam uma compreensão mais profunda dessas partículas", diz Fermilab Director Nigel Lockyer.

Setenta e cinco instituições de 18 países colaboraram com este resultado a partir DZero.

............