O quark top é algo único.

É a partícula fundamental mais pesada conhecida, para iniciantes. Embora 100 milhões de vezes menor que um átomo de ouro, tem aproximadamente a mesma massa. Ele também tem uma vida útil extraordinariamente curta. Na verdade, a vida de um quark top é tão fugaz, os cientistas só podem detectar sua presença documentando um rastro de partículas deixadas para trás à medida que se decompõe.

Mas mais do que suas peculiaridades, o quark top pode ser a chave para uma compreensão mais profunda do destino de nosso universo.

Se pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Flórida, empregando novos métodos pioneiros, são capazes de determinar a massa do quark top em um nível de precisão ainda não alcançado, eles levarão a ciência mais perto de entender se o universo é estável, como há muito acreditamos ser o caso, ou instável.

Eles estão reexaminando a massa do quark superior usando dados coletados pelo detector Compact Muon Solenóide (CMS) no Large Hadron Collider (LHC), o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo com base perto de Genebra, Suíça.

O quark top não recebe tanto amor quanto outra partícula, o bóson de Higgs, que, com seu famoso campo quântico, é responsável por dar massa a todas as outras partículas. Mas o quark top desempenha um papel importante na confirmação da validade das teorias subjacentes da física de partículas e do estado do nosso universo.

"Poucas pessoas falam sobre o universo como um sistema mecânico quântico e as massas das partículas, mas acontece que a estabilidade do nosso universo como um sistema quântico depende das massas do quark top e do bóson de Higgs, "disse Marc Baarmand, professor de física e ciências espaciais na Florida Tech que estuda o quark top e trouxe a pesquisa do LHC para a Florida Tech em 2000. "Como as medições ainda não são muito precisas, não temos certeza se estamos vivendo em um universo estável ou metaestável.

"As medições atuais da massa do quark top são limitadas pelas incertezas sistemáticas provenientes dos dados e da teoria, "Baarmand continuou." O novo método visa uma medição alternativa com incertezas sistemáticas reduzidas. "

Uma medição mais precisa da massa do quark superior, Baarmand acrescentou, "também pode ajudar a abrir portas para uma nova física, e talvez possa nos ajudar a apontar para outras novas partículas no futuro. "

Além de seus estudos sobre a massa do quark top, Pesquisadores da Florida Tech liderados por Francisco Yumiceva, professor associado de física e ciências espaciais, construído, calibrado e está operando o detector de calorímetro hadron, que mede a energia das partículas. Outra equipe, liderado por Marcus Hohlmann, da Florida Tech, professor de física e ciências espaciais, está desenvolvendo câmaras multiplicadoras de elétrons de gás, que medem com precisão as trajetórias dos múons. Esses pesquisadores e seus alunos estudam as partículas filhas produzidas pelos quarks top e bósons de Higgs à medida que decaem para entender melhor como essas partículas importantes se encaixam na grande estrutura física do universo subatômico.