Físicos podem ter encontrado partícula de pura força www.inovacaotecnologica.com.br /noticias/noticia.php

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Com informações da TU Wien - 23/10/2015

As partículas que formam o núcleo atômico (esquerda) são formadas por quarks (partículas dematéria) e glúons (partículas de força). Uma bola de glúons (direita) é formada inteiramente porglúons, ou seja, é força pura.[Imagem: TU Wien]

Gluônio

Físicos da Universidade Técnica de Viena, na Áustria, descobriram que um méson já observadoexperimentalmente - seu nome técnico é f0(1710) - pode ser uma partícula muito especial que vemsendo teorizada há muito tempo, mas nunca havia sido identificada.

Essa partícula é composta de pura força.

Ela é conhecida como "bola de glúons", ou gluônio, embora o termo em inglês ( glueball) também façauma referência ao efeito de "cola" que essa partícula tem para manter juntas as demais partículas - osglúons são partículas "pegajosas" que mantêm as partículas nucleares juntas.

Partícula de força

Os prótons e os nêutrons consistem de partículas elementares ainda menores chamadas quarks,devidamente unidas pela força nuclear forte. "Em física de partículas, cada força é mediada por umtipo especial de partícula de força, e a partícula da força nuclear forte é o glúon," explica o professorAnton Rebhan, que apontou o caminho para o gluônio juntamente com seu colega Frederic Brünner.

Os glúons podem ser vistos como versões mais complicadas dos fótons. Os fótons, que não têmmassa, são responsáveis pelas forças do eletromagnetismo, enquanto oito diferentes tipos de glúonsdesempenham um papel semelhante para a força nuclear forte.

No entanto, há uma diferença importante: os próprios glúons estão sujeitos à sua própria força, algoque não acontece com os fótons. É por isso que não há estados ligados de fótons (moléculas defótons, por assim dizer), mas uma partícula formada apenas por glúons interligados, formada assimpor pura força nuclear, é de fato possível.

Calcula-se que os gluônios sejam instáveis, só podendo ser detectados indiretamente através daanálise de seu decaimento. Este processo de decaimento, no entanto, ainda não é totalmentecompreendido pelos físicos.

Os físicos acreditam que o Universo era líquido logo depois do Big Bang porque era formado por umamassa disforme de quarks e glúons, ainda não unidos. [Imagem: Cern]

Múltiplas dimensões

Para desvendar o mistério no reino das partículas fundamentais, Rebhan e Brünner foram buscarinspiração nas equações da gravidade em dimensões cósmicas da Relatividade Geral de Einstein,uma vez que há conexões entre algumas teorias da gravitação em espaços de múltiplas dimensões eteorias que descrevem o comportamento quântico das partículas subatômicas.

Os resultados concordaram muito bem com dados de experimentos recentes realizados emaceleradores de partículas, mostrando que uma ressonância chamada f0(1710) pode de fato ser abola de glúons há muito procurada.

Confirmação do gluônio

A confirmação da existência do gluônio não se fará esperar.

Dentro dos próximos meses, dois experimentos no LHC (Grande Colisor de Hádrons), chamadosTOTEM e LHCb, e um experimento no Acelerador de Pequim (BESIII) deverão produzir novos dadossobre esse decaimento.

"Estes resultados serão cruciais para nossa teoria," disse Anton Rebhan. "Para estes processosmultipartículas, a nossa teoria prevê taxas de decaimento que são bastante diferentes das previsõesde outros modelos mais simples. Se as medições concordarem com nossos cálculos, isso vai ser umsucesso notável para nossa abordagem."

E, além disso, mostraria mais uma vez que a gravidade em dimensões cósmicas pode ser usada pararesponder perguntas da física de partículas - de uma forma que representaria mais um grande sucessoda teoria da Relatividade Geral de Einstein, que completará 100 anos no mês que vem.

Bibliografia:

Nonchiral Enhancement of Scalar Glueball Decay in the Witten-Sakai-Sugimoto ModelFrederic Brünner, Anton RebhanPhysical Review LettersVol.: 115, 131601DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.131601