Hoje (14) o experimento LHCb no CERN do Large Hadron Collider relatou a descoberta de uma classe de partículas conhecidas como pentaquarks. A colaboração apresentou um artigo que apresenta estes resultados à revista Physical Review Letters .
"O pentaquark não é qualquer nova partícula", disse o porta-voz do LHCb Guy Wilkinson. "representa uma forma de agregar quarks, nomeadamente os constituintes fundamentais da prótons e nêutrons normais, em um padrão que nunca foi observado antes em mais de 50 anos de Pesquisas experimentais. Estudar suas propriedades podem nos permitir entender melhor como a matéria comum, os prótons e nêutrons a partir do qual estamos todos feitos, é constituído. "
A nossa compreensão da estrutura da matéria foi revolucionada em 1964, quando o físico americano, Murray Gell-Mann, propôs que uma categoria de partículas conhecidas como bárions, que inclui prótons e nêutrons, são compostos de três objetos, chamados quarks, e outra categoria, mésons, são formados de pares quark-antiquarks. Gell-Mann recebeu o Prêmio Nobel de Física por este trabalho em 1969. Este modelo quark também permite a existência de outros estados quarks compostos, tais como pentaquarks compostas por quatro quarks e um antiquark. Até agora, porém, nenhuma evidência conclusiva para pentaquarks tinha sido visto.
Os pesquisadores do LHCb olharam para os estados do pentaquark examinando a decadência de um baryon conhecido como Λb (Lambda b) em três outras partículas, a J/ψ - (J-psi), um próton e um kaon cobrado. Estudando o espectro de massas do J/ψ e protons revelou que os estados intermédios eram por vezes envolvidos na sua produção. Estes foram nomeados P C(4450) + e P C (4380) +, sendo o primeiro claramente visível como um pico nos dados, sendo esta última necessária para descrever completamente os dados.
"Beneficiado do grande conjunto de dados fornecido pelo LHC, e a excelente precisão do nosso detector, examinamos todas as possibilidades para estes sinais, e concluímos que eles só podem ser explicadas por estados pentaquark", diz o físico do LHCb Tomasz Skwarnicki da Universidade de Syracuse.
"Mais precisamente os estados devem ser formados por dois quarks up, um quark para baixo, um quark e um anti-quark e."
A massa de combinações de J / ψ-próton (J / ψ p) de Λb → J / ψpK-decaimentos. Os dados são mostrados como losangos vermelhos. As contribuições prevista a partir da P C (4380) + e P C(4450) + estados são indicados nas distribuições de roxo e pretas, respectivamente. Detalhe: a massa de J combinações p / ψ para uma gama restrita de a massa Kp, onde a contribuição da mais ampla P c (4380) + estado é mais pronunciado. (As outras contribuições de hádrons convencionais, que são responsáveis para as restantes funções nas distribuições de dados, não são exibidos.) © CERN / Colaboração LHCb
Ilustração da possível disposição dos quarks em uma partícula pentaquark como os descobertos no LHCb. Os cinco quarks pode ser firmemente ligado (à esquerda). Eles também podem ser montados em um méson (um quark e um antiquark) e um baryon (três quarks), fracamente ligadas entre si. © CERN
Nota de rodapé (s)
1. CERN, a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, laboratório líder mundial de física de partículas. Tem a sua sede em Genebra. ctualmente, os Estados membros são Áustria, Bélgica, Bulgária, República Checa, Dinamarca, Finlândia, França, Alemanha, Grécia, Hungria, Israel, Itália, Holanda, Noruega, Polônia, Portugal, Eslováquia, Espanha, Suécia, Suíça e o Reino Unido. A Romênia é um país candidato à adesão. Sérvia é um membro associado na pré-fase de assinatura. A Turquia é um membro associado. Índia, Japão, Federação da Rússia, dos Estados Unidos da América, da União Europeia, JINR e UNESCO têm o estatuto de observador.
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