Os sucessos continuam vindo do Laboratório Acelerador Nacional Fermi do Departamento de Energia. Até agora, este mês, o laboratório anunciou a descoberta de um único quark superior raro e reduziu a diferença - na verdade duas vezes - para a massa da ilusória partícula de Higgs Boson, ou "partícula de Deus", pensada para fornecer todas as outras partículas sua massa.
Agora, os cientistas detectaram uma nova partícula completamente não teorizada que desafia o que os físicos pensavam que sabiam sobre como os quarks se combinam para formar a matéria. Eles o chamam de Y (4140), refletindo sua massa medida de 4140 mega-elétron-volts.
"Deve estar tentando nos dizer algo", disse Jacobo Konigsberg, da Universidade da Flórida, porta-voz da equipe de detectores de colisão do Fermilab. "Até agora, não temos certeza do que é isso, mas tenha certeza de que continuaremos ouvindo".
A matéria como a conhecemos compreende blocos de construção chamados quarks. Os quarks se encaixam de várias maneiras bem estabelecidas para construir outras partículas: mésons, feitos de um par de quarks-antiquark, e bárions, feitos de três quarks.
Recentemente, porém, colisores de elétrons-pósitrons no SLAC National Accelerator Laboratory de Stanford e no laboratório japonês KEK revelaram exemplos de estruturas de quarks compostas - denominadasX eYpartículas - que não são os mésons e bárions usuais. E agora, a colaboração do Collider Detector no Fermilab (CDF) encontrou evidências da partícula Y (4140).
A partícula Y (4140) decai em um par de outras partículas, a J / psi e a phi, sugerindo aos físicos que pode ser uma composição de quarks de charme e anticharma. No entanto, as características desse decaimento não se enquadram nas expectativas convencionais de uma maquiagem dessas. Outras possíveis interpretações além de uma estrutura simples de quarks-antiquark são partículas híbridas que também contêm glúons, ou mesmo combinações de quatro quarks.
Os cientistas do Fermilab observaram partículas Y (4140) no decaimento de uma partícula muito mais comumente produzida contendo um quark de fundo, chamado mesão B +. Peneirando trilhões de colisões próton-antipróton do Tevatron do Fermilab, eles identificaram uma pequena amostra de mésons B + que decaiu em um padrão inesperado. Análises posteriores mostraram que os mésons B + estavam decaindo em Y (4140).
A partícula Y (4140) é o mais novo membro de uma família de partículas com características incomuns semelhantes observadas nos últimos anos por pesquisadores do Tevatron da Fermilab, bem como do laboratório KEK e SLAC, que opera em Stanford através de uma parceria com os EUA. Departamento de Energia.
"Parabenizamos o CDF pela primeira evidência de um novo estado Y inesperado que decai para J / psi e phi", disse o físico japonês Masanori Yamauchi, porta-voz da KEK. “Esse estado pode estar relacionado ao estado Y (3940) descoberto por Belle e pode ser outro exemplo de um hadron exótico contendo quarks de charme. Vamos tentar confirmar esse estado em nossos próprios dados Belle.
Os físicos teóricos estão tentando decodificar a verdadeira natureza dessas combinações exóticas de quarks que ficam fora do nosso entendimento atual de mésons e bárions. Enquanto isso, os experimentalistas continuam felizmente buscando mais partículas desse tipo.
"Estamos desenvolvendo nosso conhecimento, peça por peça", disse o porta-voz do Fermilab, Rob Roser, "e com peças suficientes, entenderemos como esse quebra-cabeça se encaixa".
A observação Y (4140) é o assunto de um artigo enviado pelo CDF para Cartas de Revisão Física esta semana. Além de anunciar o Y (4140), a colaboração do experimento CDF apresenta mais de 40 novos resultados na Conferência Moriond sobre Cromodinâmica Quântica na Europa esta semana, incluindo a descoberta da produção de quark eletrofraca e um novo limite no bóson de Higgs, em conjunto com experimentadores da colaboração DZero da Fermilab.
Fonte: Fermilab
