Cientistas descobriram novas configurações “exóticas” de quarks, as menores partículas conhecidas pela humanidade.
Os quarks são as partículas subatômicas que compõem outras partículas subatômicas, conhecidas como hádrons.
Os prótons e nêutrons, que compõem o núcleo dos átomos, são tipos de hádrons. Cada um dos prótons e nêutrons são compostos por três quarks.
Partículas descobertas nos últimos continham configurações “exóticas” dos quarks: em vez de três, elas são formadas por quatro ou cinco quarks (tetraquarks e pentaquarks).
Agora, os cientistas fizeram três novas descobertas: um pentaquark e dois tetraquarks nunca vistos antes.
A existência dessas partículas com configuração “diferente” foi verificada pelos cientistas do Grande Colisor de Hádrons, o maior acelerador de partículas do mundo, que fica na Suíça. Com as três novas descobertas, o número de partículas com configurações exóticas de quarks sobe para 21.
As novas estruturas são formadas por colisão de partículas subatômicas e existem por um instante tão curto que é até difícil de imaginar – duram um milésimo de bilionésimo de bilionésimo de segundo.
Apesar da existência extremamente breve, essas partículas viajam a uma velocidade próxima à velocidade da luz, deixando “trilhas” de alguns milímetros que são analisadas pelos pesquisadores.
Os cientistas estão empolgados com as características das três novas partículas. O novo pentaquark libera partículas que nenhum dos outros produz ao se decompor. E os dois novos tetraquarks têm a mesma massa, o que sugere que eles podem ser o primeiro par de estruturas exóticas descoberto.
A força forte
Mas o mais importante, segundo os pesquisadores, é que as últimas descobertas significam que agora há uma quantidade dessas partículas suficientes para criar uma categorização e organização – como a dos elementos na tabela periódica.
Isso é essencial para a criação de uma teoria e a descoberta do conjunto de regras válidas para essa matéria exótica.
Físicos estão discutindo essa questão na terça-feira (5/7) em um encontro no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, instituição que abriga o Grande Colisor de Hádrons.
Entender as diferenças entre a menores partículas conhecidas pode parecer uma questão pouco prioritária. Mas a interação dos quarks acontece através da chamada “força forte”, que mantém as partículas dos átomos unidas – ou seja, que mantém toda a matéria do Universo.
“A força forte é extremamente difícil de calcular”, diz o professor Chris Parks, da Universidade de Manchester, no Reino Unido. “E nós não temos previsões exatas de como os tetraquarks e pentaquarks são constituídos. Mas esperamos conseguir desenvolver teorias para entendê-los melhor.”
O Grande Colisor de Hádrons recentemente passou por um grande aprimoramento, e os pesquisadores envolvidos acreditam que isso vai possibilitar provar a existência de mais partículas exóticas, que hoje só existem na teoria.
Os cientistas tem a hipótese de que algumas partículas têm até seis quarks.
O que são quarks?
A ideia de que a matéria do mundo é formada por pequenas partículas indivisíveis – os átomos – surgiu na Grécia no século 5 a.C,, proposta pelo filósofo grego Demócrito.
No final do século 19 e início do século 20, experimentos científicos mostraram que os átomos eram compostos de partículas menores: elétrons, nêutrons e prótons.
E, na década de 1960, ficou claro que os próprios nêutrons e prótons eram feitos de partículas ainda menores, chamadas quarks.
A ciência que estuda esse universo subatômico é chamada física quântica, e foi seu desenvolvimento que permitiu o surgimento de tecnologias como a energia nuclear e de ameaças como a bomba atômica.
Na década de 1960, também se descobriu que a interação dos quarks entre si está ligada a uma das forças fundamentais da natureza, a chamada força forte.
É essa força forte que mantém a unidade dos núcleos dos átomos, que por sua vez compõe toda a matéria do Universo.
Crédito: Pallab Ghosh / Ciência da BBC – @ disponível na internet 06/07/2022
O artigo da Ciência da BBC sobre a Força Forte está bem didática e histórica. Parabéns.