p Todas as teorias físicas são representações simplificadas da realidade, e como conseqüência, têm uma faixa especificada de aplicabilidade. Muitos cientistas que trabalharam no experimento LHCb no CERN esperavam que a precisão excepcional na medição do raro decaimento do meson Bs0 finalmente delineasse os limites do Modelo Padrão, a teoria atual da estrutura da matéria, e revelar fenômenos desconhecidos da física moderna. Mas o resultado espetacular da última análise serviu apenas para estender a gama de aplicabilidade do Modelo Padrão. p Os mésons são partículas instáveis ​​que surgem como resultado de colisões de prótons. Os físicos estão convencidos de que em alguns raros decaimentos dessas partículas, podem ocorrer processos que podem revelar a física, com a participação de partículas elementares até então desconhecidas. Cientistas do LHC têm investigado a decadência do méson Bs0 em múon e anti-múon. A análise mais recente, realizado para um número muito maior de eventos do que nunca, alcançou um resultado que mostra excelente concordância com as previsões do Modelo Padrão.

p Prof. Mariusz Witek do Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências (IFJ PAN) em Cracóvia, diz, "Este resultado é uma vitória espetacular, apenas que é ligeiramente pírrico. Isto é, na verdade, um dos poucos casos em que a experimentação concorda com a teoria, mas ainda causa preocupação. Juntamente com a melhoria na precisão da medição dos decaimentos dos mesons Bs0, esperávamos ver novos fenômenos além do modelo padrão, que sabemos com certeza não é a teoria definitiva. Mas ao invés, apenas mostramos que o modelo é mais preciso do que pensávamos originalmente. "

p O Modelo Padrão é uma estrutura teórica desenvolvida na década de 1970 para descrever fenômenos que ocorrem entre as partículas elementares. O modelo descreve a matéria como composta de partículas elementares de um grupo chamado férmions, incluindo quarks (down, acima, estranho, charme, verdadeiro e belo) e léptons (elétrons, múons, tauons e seus neutrinos associados). No modelo, também existem partículas de antimatéria associadas às suas respectivas partículas de matéria. Bósons intermediários são responsáveis ​​por transportar forças entre os férmions; os fótons são os portadores das forças eletromagnéticas; oito tipos de glúons são portadores de forças fortes; bósons W +, W- e Z0 são responsáveis ​​por conduzir as forças fracas. O bóson de Higgs, descoberto recentemente no LHC, dá massa às partículas (todas, exceto glúons e fótons).

p Muons são partículas elementares com características semelhantes às dos elétrons, apenas cerca de 200 vezes mais massivo. Por sua vez, Mésons B são partículas instáveis ​​compostas de dois quarks:um anti-quark de beleza e um down, acima, quark estranho ou charme. O decaimento do meson Bs0 em um muon e um anti-muon (dotado de carga eletrica positiva) ocorre extremamente raramente. No período analisado de operação do LHCb, houve centenas de trilhões de colisões de prótons durante as quais cascatas inteiras de partículas secundárias em desintegração foram registradas. Com um número tão grande de eventos em um processo de seleção de várias etapas, só foi possível apontar alguns casos dessa decadência. Um deles pode ser visto em 3D aqui.

p Em sua análise mais recente, a equipe de experimentos do LHCb levou em consideração não apenas a primeira, mas também a segunda fase de operação do LHC. As estatísticas mais profundas forneceram uma precisão de medição de decaimento excepcional do méson da beleza em um múon e anti-múon - até 7,8 desvios-padrão (comumente denotados pela letra grega sigma). Na prática, isso significa que a probabilidade de registrar um resultado semelhante por flutuação aleatória é inferior a um a mais de 323 trilhões.

p "A medição espetacular da decadência do méson da beleza em um par múon-anti-múon concorda com as previsões do Modelo Padrão com uma precisão de até nove casas decimais, "diz o Prof. Witek.

p Apesar do resultado, os físicos estão confiantes de que o Modelo Padrão não é uma teoria perfeita. Não leva em consideração a existência de gravidade, não explica o domínio da matéria sobre a antimatéria no universo contemporâneo, não oferece nenhuma explicação sobre a natureza da matéria escura, não dá respostas sobre por que os férmions são compostos de três famílias. Além disso, para que o modelo padrão funcione, mais de 20 constantes escolhidas empiricamente devem ser contabilizadas, incluindo a massa de cada partícula.

p "A análise mais recente reduz significativamente os valores dos parâmetros que devem ser assumidos por certas extensões propostas atualmente do Modelo Padrão - por exemplo, teorias supersimétricas. Eles presumem que cada tipo existente de partícula elementar tem sua própria contraparte mais massiva - sua superparceira. Agora, como resultado das medições, teóricos que lidam com supersimetria têm uma possibilidade reduzida de adaptar sua teoria à realidade. Em vez de se aproximar, a nova física está recuando novamente, "conclui o Prof. Witek.

p Os físicos planejam continuar seus estudos sobre a decadência do meson Bs0 no par de múon e anti-múon. Ainda existe a possibilidade de que novos, efeitos não descobertos são menores do que o esperado e continuam a se perder em erros de medição.