A máquina encontra dicas desconcertantes de uma nova física

Os físicos descobriram uma possível falha em uma teoria que explica como os blocos de construção do universo se comportam.

O Modelo Padrão (SM) é a melhor teoria que temos para explicar as ações sutis do mundo ao nosso redor.

Mas já sabemos há algum tempo que SM é um ponto de partida para uma compreensão mais completa do universo.

Indícios de comportamento inesperado de uma partícula subatômica chamada quark da beleza podem revelar rachaduras nos fundamentos dessa teoria de décadas.

Os resultados surgiram a partir de dados coletados por pesquisadores que trabalham no Large Hadron Collider (LHC). É uma máquina gigantesca construída em um túnel circular de 27 km de extensão sob a fronteira franco-suíça. Juntos, eles quebram feixes de partículas de prótons para descobrir os limites da física como a conhecemos.

O comportamento misterioso dos quarks de camelo pode ser causado por uma partícula subatômica não descoberta que exerce uma força.

Mas os físicos enfatizam que mais análises e dados são necessários para confirmar os resultados.

O Dr. Mitch Patel, do Imperial College London, disse à BBC News: “Estávamos tremendo quando vimos os resultados pela primeira vez, estávamos muito animados. Nossos corações batiam um pouco mais rápido.

“É muito cedo para dizer se isso realmente representa um desvio do Modelo Padrão, mas as implicações potenciais tornam esses resultados as coisas mais empolgantes que fiz em 20 anos no campo. Foi uma longa jornada para chegar aqui.”

Existem blocos de construção para nosso mundo menores do que um átomo. Algumas dessas partículas subatômicas são feitas de componentes menores, enquanto outras não podem ser divididas em outra coisa. Este último é conhecido como partículas fundamentais.

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O modelo padrão descreve todas as partículas fundamentais conhecidas que constituem o universo, bem como as forças que interagem com elas.

Mas não pode explicar alguns dos maiores mistérios da física moderna, como a matéria escura ou a natureza da gravidade. Os físicos sabem que ela deve eventualmente ser substituída por uma estrutura mais avançada.

O Large Hadron Collider foi construído para descobrir a física fora do modelo padrão. Portanto, se os resultados do LHCb forem confirmados, isso representará um achado importante.

O LHCb produz partículas subatômicas chamadas “quarks de beleza”, que normalmente não são encontradas na natureza, mas são produzidas no LHC. As partículas subatômicas passam por um processo conhecido como decaimento, no qual uma única partícula se transforma em várias partículas de menos massa.

De acordo com o modelo padrão, os quarks de beleza devem decair em números iguais de partículas de elétron e múon. Em vez disso, o processo produz mais elétrons do que múons.

Uma possível explicação é que uma partícula ainda não descoberta conhecida como leptoquark estava envolvida no processo de decaimento e tornava mais fácil a produção de elétrons.

A Dra. Paula Alvarez Kartell, da Universidade de Cambridge, foi uma das líderes científicas por trás da descoberta. “Esta nova descoberta fornece dicas desconcertantes da existência de uma nova partícula ou força fundamental interagindo de maneira diferente com essas … partículas”, comentou ela.

“Quanto mais dados tivermos, mais forte será esse achado. Essa medida é a mais significativa em uma série de resultados do LHCb da última década que parecem estar se alinhando – e todos podem apontar para uma interpretação comum.

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Infográfico

“Os resultados não mudaram, mas suas suspeitas diminuíram, aumentando nossa capacidade de ver possíveis diferenças com o Modelo Padrão.”

Na física de partículas, o padrão ouro para descoberta é um nível chamado cinco sigma, em que existe uma chance de 1 em 3,5 milhões de que o resultado seja uma coincidência.

A medição do LHCb é três sigma – o que significa que há uma probabilidade de 1 em 1000 de que a medição seja uma coincidência estatística. Portanto, as pessoas não devem se deixar levar por esses resultados, de acordo com o líder da equipe, Professor Chris Parks, da Universidade de Manchester.

“Podemos estar a caminho de uma nova era da física, mas se estivermos, ainda estamos relativamente no início desse caminho neste ponto. Já vimos os resultados dessa importância irem e virem antes, então devemos ter cuidado quando tão animado quanto para ser. “.

Mas se confirmado por mais análises e dados sobre o reinício do LHCb no próximo ano, pode ser uma das maiores descobertas recentes da física, de acordo com o Dr. Konstantinos Pettridis, da Universidade de Bristol.

“A descoberta de uma nova força na natureza é o Santo Graal da física de partículas. Nossa compreensão atual dos componentes do universo está diminuindo significativamente – não sabemos do que 95% do universo é feito ou por que existe um volume tão grande . O desequilíbrio entre a matéria e contra a matéria. “

Os resultados foram apresentados para publicação na Nature Physics.

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