Desde a descoberta do Bóson de Higgs em 2012, o Large Hadron Collider se dedica a procurar a existência da física que vai além do Modelo Padrão. Para esse fim, o experimento de beleza Large Hadron Collider (LHCb) foi estabelecido em 1995, especificamente com o objetivo de explorar o que aconteceu após o Big Bang que permitiu que a matéria sobrevivesse e criasse o Universo como o conhecemos.
Desde então, o LHCb tem feito coisas bastante surpreendentes. Isso inclui descobrir cinco novas partículas, descobrir evidências de uma nova manifestação de assimetria matéria-antimatéria e (mais recentemente) descobrir resultados incomuns ao monitorar o decaimento beta. Essas descobertas, anunciadas pelo CERN em um comunicado de imprensa recente, podem ser uma indicação de uma nova física que não faz parte do Modelo Padrão.
Neste último estudo, a equipe de colaboração do LHCb observou como a decadência de B0 os mésons resultaram na produção de um kaon excitado e um par de elétrons ou múons. Os múons, para o registro, são partículas subatômicas que são 200 vezes mais massivas que os elétrons, mas cujas interações são consideradas as mesmas que as dos elétrons (no que diz respeito ao Modelo Padrão).
Isso é conhecido como "universalidade de lepton", que não apenas prevê que elétrons e múons se comportam da mesma forma, mas deve ser produzido com a mesma probabilidade - com algumas restrições decorrentes de suas diferenças de massa. No entanto, ao testar a decadência de B0 mésons, a equipe descobriu que o processo de decaimento produzia múons com menos frequência. Esses resultados foram coletados durante a execução 1 do LHC, que decorreu de 2009 a 2013.
Os resultados desses testes de decomposição foram apresentados na terça-feira, 18 de abril, em um seminário do CERN, onde membros da equipe de colaboração do LHCb compartilharam suas últimas descobertas. Como eles indicaram durante o curso do seminário, esses achados são significativos, pois parecem confirmar os resultados obtidos pela equipe do LHCb durante estudos anteriores sobre decaimento.
Esta é certamente uma notícia empolgante, pois sugere a possibilidade de que a nova física esteja sendo observada. Com a confirmação do Modelo Padrão (tornado possível com a descoberta do bóson de Higgs em 2012), investigar teorias que vão além disso (ou seja, supersimetria) tem sido um dos principais objetivos do LHC. E com suas atualizações concluídas em 2015, esse foi um dos principais objetivos da Execução 2 (que durará até 2018).
Naturalmente, a equipe do LHCb indicou que mais estudos serão necessários antes que conclusões sejam tiradas. Por um lado, a discrepância observada entre a criação de múons e elétrons carrega um baixo valor de probabilidade (também conhecido como valor-p) entre 2,2. para 2,5 sigma. Para colocar isso em perspectiva, a primeira detecção do Bóson de Higgs ocorreu em um nível de 5 sigma.
Além disso, esses resultados são inconsistentes com medições anteriores, que indicaram que existe simetria entre elétrons e múons. Como resultado, mais testes de decaimento terão que ser realizados e mais dados coletados antes que a equipe de colaboração do LHCb possa dizer definitivamente se isso foi um sinal de novas partículas ou apenas uma flutuação estatística em seus dados.
Os resultados deste estudo serão divulgados em breve em um trabalho de pesquisa do LHCb. E para mais informações, consulte a versão em PDF do seminário.
