Um evento de três jatos detectado pelo detector TASSO em DESY. Crédito:Oxford PPU
Quarenta anos atrás, em 1979, experimentos no laboratório DESY na Alemanha forneceram a primeira prova direta da existência de glúons - os portadores da força forte que "cola" quarks em prótons, nêutrons e outras partículas conhecidas coletivamente como hádrons. Esta descoberta foi um marco na história da física de partículas, pois ajudou a estabelecer a teoria da força forte, conhecido como cromodinâmica quântica.
Os resultados vieram de uma ideia que atingiu o teórico John Ellis enquanto caminhava pelos corredores do CERN em 1976. Como Ellis relata, ele estava atravessando a ponte do refeitório do CERN de volta ao seu escritório, virando a esquina da biblioteca, quando lhe ocorreu que "a situação experimental mais simples para procurar diretamente pelo glúon seria através da produção via bremsstrahlung na aniquilação elétron-pósitron". Nesse processo, um elétron e um pósitron (a antipartícula do elétron) aniquilariam e ocasionalmente produziriam três "jatos" de partículas, um dos quais sendo gerado por um glúon irradiado por um par quark-antiquark.
Ellis e os teóricos Mary Gaillard e Graham Ross escreveram um artigo intitulado "Search for Gluons in e + -e - Annihilation", no qual descreveram um cálculo do processo e mostraram como o colisor PETRA em DESY e o colisor PEP em SLAC seria capaz de observá-lo. Ellis então visitou DESY, ministrou seminário sobre a ideia e conversou com experimentalistas que se preparam para trabalhar no PETRA.
Alguns anos depois, e seguindo mais artigos de Ellis, Gaillard e outros teóricos, PETRA estava sendo comissionado e entrando na faixa de energia necessária para testar essa teoria. Logo depois, na Conferência Internacional de Neutrinos em Bergen, Noruega, em 18 de junho de 1979, pesquisadores apresentaram um evento de colisão de três jatos que acabara de ser detectado pelo experimento TASSO no PETRA.
Na conferência da European Physical Society no CERN, algumas semanas depois, a colaboração da TASSO apresentou vários eventos de três jatos e resultados de análises que mostraram que o glúon havia sido descoberto. Um mês depois, em agosto de 1979, três outros experimentos no PETRA mostraram eventos semelhantes que deram suporte às descobertas da TASSO.
Saiba mais sobre a descoberta na cobertura do DESY sobre o aniversário de 40 anos, na conta de Ellis, e neste artigo do CERN Courier de 2004.