Por Stefania Pandolfi
Publicado no CERN
O experimento LHCb do CERN é um viveiro de novos e notáveis resultados para a física. Nos últimos meses, os colaboradores do experimento anunciaram a medição de um decaimento de partículas raras e a evidência de uma nova manifestação de assimetria entre matéria-antimatéria, para citar apenas dois exemplos.
Em um artigo recente, a equipe de colaboração do projeto LHCb anunciou a descoberta de um novo sistema de cinco partículas em uma única análise. A excepcionalidade desta descoberta é que observar cinco novos estados de uma só vez é um evento único.
As partículas foram encontradas em estados excitados – um estado de partícula que tem uma energia mais elevada do que a configuração mínima absoluta (ou estado fundamental) – de uma partícula chamada “Omega-c-zero”, Ωc⁰. Este Ωc⁰ é um bárion, uma partícula com três quarks, contendo dois “strange” e um “charm” quark. Ωc⁰ decai através da força forte em outro bárion, chamado de “Xi-c-plus”, Ξc+ (contendo um “charm”, um “strange” e um “up” quark) e um kaon K-. Então, a partícula Ξc+ decai através da força fraca, 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 equipe de colaboração do LHCb conseguiu rastrear o evento inicial – o decaimento da Ωc⁰ – e seus estados excitados. Estes estados de partículas são denominados de acordo com a convenção padrão, Ωc(3000)⁰, Ωc(3050)⁰, Ωc(3066)⁰, Ωc(3090)⁰ e Ωc(3119)⁰. Os números indicam suas massas em megaelétrons-volt (MeV), conforme medido pelo LHCb.
Esta descoberta foi possível graças aos recursos avançados do detector LHCb no reconhecimento preciso de diferentes tipos de partículas e, também, graças ao grande conjunto de dados acumulado durante o primeiro e o segundo experimento no Grande Colisor de Hádrons. Estes dois ingredientes permitiram que os cinco estados excitados fossem identificados com um esmagador nível de significância estatística – o que significa que a descoberta não pode ser apenas uma causalidade estatística dos dados.
O próximo passo será o de determinar os números quânticos destas novas partículas – números usados para identificar as propriedades de uma partícula específica – e o seu significado teórico. Esta descoberta irá contribuir para a compreensão de como os três quarks constituintes estão ligados dentro de um bárion e, também, para entender a correlação entre quarks, algo que desempenha um papel fundamental na descrição dos multi estados de quarks, tais como os tetraquarks e os pentaquarks.
Mais informações sobre os resultados obtidos podem ser encontrados no site do LHCb e no artigo científico.
