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Física & Química

Experimento no LHC descobre a verdadeira estrutura dos misteriosos pentaquarks

Uma equipe de pesquisadores trabalhando na colaboração do LHCb encontrou evidências mostrando que um pentaquark que eles observaram tem uma estrutura semelhante a uma molécula. Em seu artigo publicado na revista Physical Review Letters, o grupo descreve as evidências e a estrutura do pentaquark que eles observaram.

Quatro anos atrás, uma equipe que trabalhava no Large Hadron Collider (LHC) observou o que é conhecido como pentaquark destruindo prótons um no outro. Sua existência tinha sido teorizada, mas não foi até que a tecnologia certa foi implantada no LHC que os pesquisadores foram capazes de observá-lo com um grau razoável de confiança. Descobriu-se posteriormente que era uma partícula composta de quatro quarks e um antiquark. (Quarks são partículas indivisíveis que formam nêutrons e prótons).

Nesse novo esforço, os pesquisadores ganharam uma perspectiva melhor sobre a organização real do pentaquark. Eles relatam que eles têm nove vezes mais dados de observações do que quando o pentaquark foi observado pela primeira vez, então eles possuem alta confiança em seus achados. Eles relatam que o pentaquark era composto de um barão de três quark e um méson quark-antiquark, e que eles estavam ligados de uma maneira que lembrava uma molécula.

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LEIA: Físicos do CERN descobrem nova partícula de Pentaquark

Mais especificamente, eles descobriram que o pentaquark era composto de diferentes “sabores” de quarks — dois quarks up, um quark down, um quark charme e, finalmente, um único quark anti-charme. Eles relatam ainda que não sabem qual foi o fator determinante que levou ao arranjo de seus componentes. Eles também notaram que a observação inicial do pentaquark há três anos era na verdade uma observação de dois pentaquarks que eram quase idênticos.

Os pesquisadores também relatam que suas observações foram as primeiras a ver bárions e mésons se unindo — até agora, os bárions só foram observados aderindo a outros bárions. Eles também reconhecem que é concebível que nem todos os pentaquarks tenham a mesma estrutura do tipo molecular que eles observaram, observando que a teoria sugere que é possível que eles tenham outros tipos, incluindo interações em fração de segundos. Eles esperam que mais pesquisas contribuam para uma melhor compreensão do pentaquark e suas características.

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ORIGINAL INGLÊS: New evidence from LHC shows pentaquark has a molecule-like structure [Phys]

R. Aaij et al. Observation of a Narrow Pentaquark State, Pc(4312)+ , and of the Two-Peak Structure of the Pc(4450)+, Physical Review Letters (2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.222001 , https://arxiv.org/pdf/1904.03947.pdf

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