A equipe de físicos que trabalha na Colaboração LHCb no CERN descobriu que é mais provável que os quarks bottom existam em bárions do que em mésons à medida que a densidade do ambiente em que existem aumenta. Em seu artigo publicado na Physical Review Letters, o grupo descreve o estudo da produção de quarks b em colisões próton a próton.



Quarks são partículas subatômicas que carregam uma carga fracionária e são consideradas os blocos de construção dos hádrons. Pesquisas anteriores sugeriram que eles não podem existir sozinhos – a teoria sugere que, em vez disso, coexistem como pares em mésons ou como trigêmeos em bárions. Neste novo estudo, a equipe na Suíça descobriu que é mais provável que os quarks bottom existam nos bárions do que nos mésons à medida que a densidade das partículas aumenta.

Os quarks bottom são quarks pesados ​​com carga –1/3e - eles também fazem a transição para quarks de massa mais baixa em uma taxa relativamente lenta e são o segundo quark mais massivo incluído no Modelo Padrão que fundamenta a física de partículas. Talvez mais notavelmente, acredita-se que sejam um produto da decomposição do bóson de Higgs.

Em seu trabalho no Grande Colisor de Hádrons, os pesquisadores estudaram dados de vários anos de colisão de prótons, que incluíam as características das partículas que foram liberadas. Mais especificamente, eles estavam analisando as taxas de produção de B ⁰ mésons e A ⁰ _b bárions com um único quark bottom e medindo as mudanças que ocorreram em suas taxas de produção após as colisões.

Eles descobriram que o A ⁰ _b os bárions aumentaram em comparação com o B ⁰ mésons em dois eventos:aumento de partículas de carga ou diminuição do momento transversal. As tendências encontradas sugeriram que o grau de densidade teve um impacto na probabilidade da existência de quarks bottom próximos.

Mais especificamente, quanto mais denso fosse, mais provável seria que os quarks bottom estivessem entre os bárions e não entre os mésons, representando mais uma evidência de coalescência, pela qual os quarks se combinam quando esmagados de determinadas maneiras. A descoberta, observam eles, vai contra as teorias que sugerem que a consolidação dos quarks é independente do ambiente.

Mais informações: R. Aaij et al, Produção aprimorada de bárions Λb0 em colisões pp de alta multiplicidade em s=13 TeV, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.081901
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