Um evento típico de LHCb totalmente reconstruído. Partículas identificadas como píons, kaon, etc. são mostrados em cores diferentes. Crédito:colaboração LHCb
O experimento LHCb no CERN é um viveiro de novos e excelentes resultados de física. Só nos últimos meses, a colaboração anunciou a medição de um decaimento de partículas muito raro e a evidência de uma nova manifestação de assimetria matéria-antimatéria, para citar apenas dois exemplos.
Em um jornal lançado hoje, a colaboração do LHCb anunciou a descoberta de um novo sistema de cinco partículas em uma única análise. A excepcionalidade dessa descoberta é que observar cinco novos estados ao mesmo tempo é um evento bastante único.
As partículas foram consideradas estados excitados - um estado de partícula que tem uma energia mais alta do que a configuração mínima absoluta (ou estado fundamental) - de uma partícula chamada "Omega-c-zero", Ω c 0 . Este Ω c 0 é um barion, uma partícula com três quarks, contendo dois quark "estranhos" e um "charme". Ωc0 decai através da força forte em outro bárion, chamado "Xi-c-plus", Ξc + (contendo um "amuleto", um quark "estranho" e um "up") e um kaon K -. Então o Ξc + partícula decai por sua vez em um próton p, um kaon K- e um pion π + .
A partir da análise das trajetórias e da energia deixada no detector por todas as partículas nesta configuração final, a colaboração do LHCb poderia rastrear o evento inicial - a decadência do Ω c 0 - e seus estados de excitação. Esses estados de partícula são nomeados, de acordo com a convenção padrão, Ω c (3000) 0, Ωc (3050) 0 , Ω c (3066) 0 , Ωc (3090) 0 e Ωc (3119) 0 . Os números indicam suas massas em megaeletronvolts (MeV), conforme medido pelo LHCb.
Esta descoberta foi possível graças às capacidades especializadas do detector LHCb no reconhecimento preciso de diferentes tipos de partículas e também graças ao grande conjunto de dados acumulado durante a primeira e a segunda execuções do Large Hadron Collider. Esses dois ingredientes permitiram que os cinco estados excitados fossem identificados com um nível esmagador de significância estatística - o que significa que a descoberta não pode ser apenas um acaso estatístico de dados.
O próximo passo será a determinação dos números quânticos dessas novas partículas - números característicos usados para identificar as propriedades de uma partícula específica - e a determinação de seu significado teórico. Esta descoberta contribuirá para a compreensão de como os três quarks constituintes estão ligados dentro de um bárion e também para investigar a correlação entre os quarks, que desempenha um papel fundamental na descrição de estados multi-quark, como tetraquarks e pentaquarks.
