LHC anuncia descoberta de uma nova partcula, um tetraquark extico

Planto

Com informações do CERN – 30/07/2021

Quarks e antiquarks

Fsicos do Grande Colisor de Hdrons (LHC) anunciaram a descoberta de mais uma partcula, um novo membro da crescente famlia dos tetraquarks.

A nova partcula, descoberta pelo detector LHCb e batizada de Tcc+, um tetraquark, um hdron extico contendo dois quarks e dois antiquarks.

a partcula de matria extica de vida mais longa j descoberta e a primeira a conter dois quarks pesados e dois antiquarks leves.

Quarks so os blocos de construo fundamentais da matria. Eles se combinam para formar os brions, como o prton e o nutron, que consistem em trs quarks, e os msons, que so formados por pares quark-antiquark – brions e msons, por sua vez, pertencem famlia dos hdrons, que so as partculas constitudas por quarks.

Nos ltimos anos, foram descobertos vrios dos chamados hdrons exticos – partculas com quatro ou cinco quarks, em vez dos convencionais dois ou trs.

A descoberta anunciada agora de um hdron extico ainda mais extico.

A nova partcula contm dois quarks charme e um antiquark ‘para cima’ (up) e um antiquark ‘para baixo’ (down). Nos ltimos anos foram descobertos vrios tetraquarks, incluindo um com dois quarks charme e dois antiquarks charme, mas este o primeiro que contm dois quarks charme, sem antiquarks charme para equilibr-los.

Partculas do modelo padro da fsica.
[Imagem: Science/AAAS]

Charme aberto e duplo charme

Os fsicos chamam essa configurao extica de “charme aberto” – neste caso, “charme duplamente aberto”.

Partculas contendo um quark charme e um antiquark charme tm “charme oculto” – o nmero quntico charme para a partcula inteira soma zero, assim como acontece com uma carga eltrica positiva e outra negativa. Aqui, o nmero quntico charme chega a dois, ento ele tem o dobro do charme!

O contedo de quarks da Tcc+ tem outras caractersticas interessantes alm de ser charme aberto.

Esta a primeira partcula pertencente a uma classe de tetraquarks com dois quarks pesados e dois antiquarks leves. Essas partculas decaem ao se transformar em um par de msons, cada um formado por um dos quarks pesados e um dos antiquarks leves.

De acordo com algumas previses tericas, a massa dos tetraquarks desse tipo deve ser muito prxima da soma das massas dos dois msons. Essa proximidade em massa torna o decaimento difcil, resultando em uma vida til mais longa da partcula – e, de fato, o Tcc+ o hdron extico de vida mais longa encontrado at hoje.

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