Físicos podem ter descoberto nova ”força da natureza” em um experimento do LHC

Os aceleradores de partículas são um grande e importante equipamento da ciência. O equipamento fornece energia e feixes de partículas eletricamente carregadas. Se usa os aceleradores em vários equipamentos, como naqueles usados na radioterapia e na radiografia. São úteis no nosso dia a dia, como também são importantes nas descobertas científicas.

Isso porque as experiências realizadas com o equipamento permitem que os estudiosos compreendam melhor as coisas que ocorrem em todo o planeta. Um dos equipamentos mais avançados nessa área é o LHC, que traduzido significa Grande Colisor de Hádrons. O acelerador é utilizado na pesquisa das interações fundamentais.

Em março desse ano, o LHC foi motivo de entusiasmo mundial quando os físicos de partículas divulgaram evidências tentadoras de uma nova física, que seria potencialmente uma nova força da natureza.

Estudo

 

Agora, um novo estudo do colisor de partículas gigantesco do CERN parece ter dado mais suporte à pesquisa. A melhor teoria atual de partículas e forças é conhecida como modelo padrão. Ele descreve tudo o que se sabe a respeito das coisas físicas que constituem o mundo a nossa volta com uma precisão infalível.

Esse modelo, sem dúvida nenhuma, é a teoria mais bem sucedida que já foi escrita. No entanto, ao mesmo tempo os físicos sabem que ele deve estar incompleto. Isso porque é evidente que ele descreve somente três das quatro forças fundamentais. São eles: a força eletromagnética e as forças forte e fraca. Deixando de fora a gravidade.

A maior parte dos físicos está confiante que deve existir mais ingredientes cósmicos para serem descobertos. E que estudar uma variedade de partículas fundamentais conhecidas como quarks de beleza é uma forma promissora de conseguir dicas do que mais pode existir no espaço.

Observações

Os quarks de beleza às vezes são chamados de quarks de fundo. Eles são partículas fundamentais que foram partículas maiores. Ao todo, existem seis tipos de quarks: os quark u (up), o quark d (down), o quark s (strange), o quark c (charm), o quark b (bottom) e o quark t (top),

Os quarks de beleza vivem em média somente 1,5 trilionésimo de segundo antes de se decompor em outras partículas por serem bastante instáveis. A existência de outras partículas ou forças fundamentais pode influenciar a forma com que eles decaem.

Quando um quark de beleza decai, ele se transforma em um conjunto de partículas mais leves. Como por exemplo, elétrons. Isso acontece através da influência da força fraca. Uma das formas pelas quais uma nova força da natureza pode se dar a conhecer é mudando, de maneira sutil, a frequência com que os quarks de beleza decaem nos diferentes tipos de partículas.

O estudo feito em março se baseou nos dados do experimento LHCb, um dos quatro detectores de partículas gigantes que registram o resultado das colisões de ultra alta energia produzidas pelo LHC.

Nova força

 

Feito isso, ele descobriu que os quarks de beleza estavam decaindo em elétrons e múons, seus primos mais pesados, em taxas diferentes. Essa descoberta foi surpreendente porque, segundo o modelo padrão, o múon é basicamente uma cópia de carbono do elétron. Sendo igual em todos os aspectos exceto por aproximadamente 200 vezes mais pesado.

O que quer dizer que todas as forças deveriam atrair elétrons e múons com a mesma força. E quando um quark de beleza decai em elétrons ou múons por conta da força fraca, ela deve fazer com a mesma frequência.

Contudo. ao  invés disso, os pesquisadores descobriram que o decaimento do múon estava acontecendo somente 85% das vezes que o decaimento de elétron acontecia. Colocando esse resultado como certo, a única forma de explicar isso seria se, de algum jeito, uma nova força da natureza puxasse elétrons e múons de forma diferente.

Esse resultado trouxe muita comoção para os físicos de partículas. Até porque, se procura por sinais de alguma coisa fora do modelo padrão há décadas. Então, descobrir uma nova força da natureza seria uma grande descoberta. E poderia finalmente abrir a porta para responder alguns mistérios mais profundos da ciência.

Fonte: https://www.sciencealert.com/physicists-may-have-discovered-new-force-of-nature-in-lhc-experiment