Teóricos da Universidade de Pittsburgh e da Universidade de Swansea mostraram que resultados experimentais recentes do colisor CERN fornecem fortes evidências de uma nova forma de matéria.
O experimento no CERN, local do colisor de partículas de maior energia do mundo, examinou uma partícula pesada chamada Lambda b que decai em partículas mais leves, incluindo o próton familiar e o famoso J/psi, descoberto em 1974.

Em um artigo publicado online hoje na Physical Review D , os físicos Tim Burns, de Swansea, no País de Gales, e Eric Swanson, de Pitt, argumentam que os dados só podem ser entendidos se existir um novo tipo de matéria.

A maior parte da massa observável do universo vem de partículas chamadas quarks que se combinam para formar o próton e o nêutron familiares e um bando de outras partículas que interagem muito mais fortemente do que elétrons ou neutrinos. Essas partículas que interagem fortemente são conhecidas coletivamente como hádrons, descritas na teoria da Cromodinâmica Quântica. Embora essa teoria esteja chegando ao seu 50º aniversário, continua sendo notoriamente difícil discernir seu funcionamento interno.

"A Cromodinâmica Quântica é o filho problema do Modelo Padrão", disse Swanson. "Aprender o que ele diz sobre os hádrons requer a execução dos computadores mais rápidos do mundo por anos, dificultando a resposta às dezenas de perguntas que esse único experimento levanta".

Por esse motivo, fazer experimentos com hádrons – e interpretar corretamente os resultados – é vital para entender a Cromodinâmica Quântica.

Até recentemente, todos os hádrons podiam ser entendidos como combinações de um quark e um antiquark, como o J/psi, ou combinações de três quarks, como o próton. Apesar disso, há muito se suspeita que outras combinações de quarks são possíveis – o que equivale a novas formas de matéria. Então, em 2004 veio a descoberta de uma partícula chamada X(3872), que parecia ser uma combinação de dois quarks e dois antiquarks. Outras novidades candidatas surgiram desde então, embora nenhuma delas possa ser definitivamente identificada como novas combinações exóticas de quarks.

"Às vezes, um aumento nos dados é uma novidade maravilhosa, e às vezes é apenas um aumento", disse Swanson.

O novo trabalho combina os dados do CERN com outros experimentos de 2018 e 2019 para chegar a uma explicação consistente para todas as descobertas.

"Temos um modelo que explica os dados lindamente e, pela primeira vez, incorpora todas as restrições experimentais", disse Burns. A explicação requer a existência de várias novas partículas que consistem em quatro quarks e um antiquark, chamados de "pentaquarks". A pesquisa também indica que os pentaquarks estão apenas no limiar para serem observados em outros laboratórios.

"Realmente não há outra maneira de interpretar os dados - os estados de pentaquark devem existir", disse Burns. A conclusão levanta a possibilidade de que outros pentaquarks sejam possíveis e que toda uma nova classe de matéria esteja prestes a ser descoberta. + Explorar mais

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