No modelo de quarks convencional, partículas fortemente interativas, conhecidas como hádrons, são formadas por pares quark-antiquark (mesons) ou três quarks (baryons). Partículas que não podem ser classificadas dentro deste esquema são chamadas de hádrons exóticos.
Em seu artigo fundamental de 1964 , no qual ele propôs o modelo de quarks, o físico americano Murray Gell-Mann mencionou a possibilidade de adicionar um par quark-antiquark a uma configuração mínima de quark de méson ou baryon.
Demorou 50 anos, no entanto, para os cientistas obterem evidências experimentais inequívocas sobre a existência desses hádrons exóticos.
Em julho de 2015, a Colaboração LHCb relatou as estruturas P c (4450) + e P c(4380) + pentaquark.
A nova partícula é um companheiro mais leve para essas estruturas pentaquark e sua existência lança nova luz sobre a natureza de toda a família.
“Até agora, achávamos que um pentaquark era composto de cinco partículas elementares (quarks), grudadas umas nas outras. Nossas descobertas provam o contrário”, disse o professor Tomasz Skwarnicki, da Syracuse University, membro da LHCb Collaboration.
A nova análise usou quase 10 vezes mais dados do Large Hadron Collider do que a análise de 2015.
“Os últimos dados do LHCb utilizaram um feixe de energia quase duas vezes mais forte. Este método, combinado com critérios de seleção de dados mais refinados, produziu uma maior variedade de colisões de prótons”, disse o professor Skwarnicki.
“Também nos deu 10 vezes mais dados e nos permitiu observar as estruturas do pentaquark mais claramente do que antes. O que pensamos ser apenas um pentaquark acabou por ser dois estreitos, com pouco espaço entre eles.”
O novo conjunto de dados foi analisado em primeiro lugar da mesma maneira como antes e os parâmetros das anteriormente relatadas P C (4450) + e P C (4380) + estruturas foram consistentes com os resultados originais.
Além de revelar a nova P C (4312) + partícula, a análise também descobriu uma estrutura mais complexa de P C (4450) + consistindo em dois picos sobrepostos estreitos, P c (4.440) + e P c (4.457) +.
Mais estudo experimental e teórico ainda é necessário para entender completamente a estrutura interna dos estados observados.
“Os pentaquarks podem não desempenhar um papel significativo na matéria de que somos feitos, mas sua existência pode afetar significativamente nossos modelos da matéria encontrada em outras partes do Universo, como as estrelas de nêutrons”, disse Skwarnicki.
Os físicos do LHCb apresentaram seus resultados esta semana na sessão QCD & High Energy Interactions da 54ª Conferência Rencontres de Moriond em La Thuile, Itália. [Sci-News]
