A LHCb Collaboration no CERN descobriu que as partículas não se comportam da maneira que deveriam de acordo com a teoria orientadora da física de partículas – o Modelo Padrão.
O Modelo Padrão da física de partículas prevê que as partículas chamadas quarks de beleza, que são medidas no experimento LHCb, devem decair em múons ou elétrons em igual medida. No entanto, o novo resultado sugere que isso pode não estar acontecendo, o que pode apontar para a existência de novas partículas ou interações não explicadas pelo Modelo Padrão.
Físicos do Imperial College London e das Universidades de Bristol e Cambridge conduziram a análise dos dados para produzir esse resultado, com financiamento do Science and Technology Facilities Council. O resultado foi anunciado na conferência Moriond Electroweak Physics.
Além do Modelo Padrão
O Modelo Padrão é a melhor teoria atual da física de partículas, descrevendo todas as partículas fundamentais conhecidas que compõem nosso Universo e as forças com as quais elas interagem.
No entanto, o Modelo Padrão não pode explicar alguns dos mistérios mais profundos da física moderna, incluindo de que é feita a matéria escura e o desequilíbrio de matéria e antimatéria no Universo.
Os pesquisadores, portanto, têm procurado por partículas que se comportam de maneiras diferentes do que seria esperado no Modelo Padrão, para ajudar a explicar alguns desses mistérios.
O Dr. Mitesh Patel, do Departamento de Física do Imperial e um dos principais físicos por trás da medição, disse: “Estávamos tremendo quando olhamos os resultados pela primeira vez, estávamos muito animados. Nossos corações batiam um pouco mais rápido.”
“É muito cedo para dizer se isso é realmente um desvio do Modelo Padrão, mas as implicações potenciais são tais que esses resultados são a coisa mais empolgante que fiz em 20 anos no campo. Foi uma longa jornada para chegar aqui.” Continua Patel.
Blocos de construção da natureza
Os resultados foram produzidos pelo experimento LHCb, um dos quatro enormes detectores de partículas do Large Hadron Collider (LHC) do CERN.
O LHC é o maior e mais poderoso colisor de partículas do mundo – ele acelera as partículas subatômicas até quase a velocidade da luz, antes de colidi-las umas com as outras. Essas colisões produzem uma explosão de novas partículas, que os físicos então registram e estudam para compreender melhor os blocos básicos de construção da natureza.
A medição atualizada questiona as leis da natureza que tratam os elétrons e seus primos mais pesados, múons, de forma idêntica, exceto por pequenas diferenças devido às suas diferentes massas.
De acordo com o Modelo Padrão, múons e elétrons interagem com todas as forças da mesma maneira, então os quarks de beleza criados no LHCb devem decair em múons com a mesma frequência com que o fazem com os elétrons.
Mas essas novas medições sugerem que os decaimentos podem estar ocorrendo em taxas diferentes, o que pode sugerir que partículas nunca antes vistas desviam as escalas dos múons.
Imperial Ph.D. o estudante Daniel Moise, que fez o primeiro anúncio dos resultados na conferência Moriond Electroweak Physics, disse: “O resultado oferece uma dica intrigante de uma nova partícula fundamental ou força que interage de uma forma que as partículas atualmente conhecidas pela ciência não.
“Se isso for confirmado por outras medições, terá um impacto profundo em nossa compreensão da natureza no nível mais fundamental.”
Não é uma conclusão precipitada
Na física de partículas, o padrão ouro para descoberta são cinco desvios-padrão – o que significa que há uma chance em 3,5 milhões de o resultado ser um acaso. Esse resultado são três desvios – o que significa que ainda há uma chance de 1 em 1000 de que a medição seja uma coincidência estatística. Portanto, é muito cedo para tirar conclusões precipitadas.
O Dr. Michael McCann, que também desempenhou um papel de liderança na equipe Imperial, disse: “Sabemos que deve haver novas partículas para serem descobertas porque nosso entendimento atual do Universo é insuficiente em muitos aspectos – não sabemos o que 95 % do Universo é feito de, ou por que há um grande desequilíbrio entre matéria e antimatéria, nem entendemos os padrões nas propriedades das partículas que conhecemos.”
“Embora tenhamos de esperar pela confirmação desses resultados, espero que um dia possamos olhar para trás como um ponto de inflexão, onde começamos a responder a algumas dessas questões fundamentais.” Continua McCann.
Cabe agora à LHCb Collaboration verificar ainda mais seus resultados, comparando e analisando mais dados, para ver se as evidências de alguns novos fenômenos permanecem. Espera-se que o experimento LHCb comece a coletar novos dados no próximo ano, após uma atualização do detector.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos! ?
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentários.
