O Modelo Padrão da física de partículas prevê que os quarks b devem decair igualmente
Físicos do Imperial College London eAs universidades de Bristol e Cambridge analisaram os dados para produzir este resultado com apoio financeiro do Council for Science and Technology. O resultado foi anunciado hoje na conferência Moriond Electroweak Physics e publicado como uma pré-impressão.
Fora do modelo padrão
O modelo padrão é o melhoratualmente uma teoria da física de partículas que descreve todas as partículas fundamentais conhecidas que constituem o nosso Universo e as forças com as quais elas interagem. O problema é que o Modelo Padrão não consegue explicar alguns dos mistérios mais profundos da física moderna, incluindo a composição da matéria escura e o desequilíbrio entre matéria e antimatéria no universo.
Portanto, os pesquisadores procuraram por partículas que se comportam de maneira diferente do que seria de esperar no modelo padrão. O objetivo é explicar alguns desses mistérios.
“Quando vimos pela primeira vez os resultadosexperimento, nossos corações realmente bateram um pouco mais rápido”, diz Mitesh Patel, PhD, do departamento de física do Imperial College London. “É claro que é muito cedo para dizer se isso é realmente um desvio do Modelo Padrão.” E, no entanto, esses resultados são a coisa mais emocionante que fiz em 20 anos nesta área.”
Blocos de construção da natureza
Os resultados que o físico diz vêm do experimento LHCb, um dos quatro enormes detectores de partículas do Large Hadron Collider (LHC) do CERN.
LHC - o maior e mais poderoso do mundocolisor de partículas - acelera as partículas subatômicas até quase a velocidade da luz antes de colidir entre si. Essas colisões produzem uma explosão de novas partículas que os físicos então registram e estudam para compreender melhor os blocos de construção básicos da natureza.
Novas dimensões desafiam as leisnatureza, que trata os elétrons e suas contrapartes mais pesadas, múons, da mesma maneira, exceto por pequenas diferenças devido às suas diferentes massas. De acordo com o modelo padrão, múons e elétrons interagem com todas as forças da mesma maneira, então os quarks b criados no LHCb deveriam decair em múons tão freqüentemente quanto em elétrons.
Um decaimento muito raro de um belo méson com a participação de um elétron e um pósitron é observado no LHCb. Crédito: Imperial College London.
Mas novas medições sugerem que a deterioração ocorre em taxas diferentes. Isso pode indicar partículas nunca vistas antes inclinando as escalas para longe dos múons.
“O resultado do experimento oferece uma visão intriganteuma sugestão de uma nova partícula ou força fundamental que “funciona” de maneira completamente diferente de qualquer coisa conhecida pela ciência, explica Daniel Moyse, Ph.D. “Se for confirmado por medições adicionais, isto terá um impacto profundo na nossa compreensão da natureza ao nível mais fundamental.”
Padrão ouro de abertura
Na física de partículas, o padrão ouroas descobertas são cinco desvios-padrão, o que significa que a probabilidade de que o resultado acabe sendo aleatório é de 1 em 3,5 milhões.O novo resultado é de três desvios até agora. Há 1 chance em 1.000 de a medição ser uma coincidência estatística, portanto, é muito cedo para tirar conclusões firmes.
“Deve haver partículas novas e diferentes, porquenossa compreensão atual do universo é, em muitos aspectos, falsa. Embora precisemos esperar pela confirmação dos resultados, espero que um dia possamos olhar para trás e ver isso como um ponto de inflexão na física ”, conclui o Dr. Michael McCann.
Agora, a colaboração do LHCb deve continuarverificando seus resultados comparando e analisando mais dados para ver se ainda há evidências de alguns novos fenômenos. Espera-se que o experimento LHCb comece a coletar novos dados no próximo ano, após a atualização do detector.
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b-quark - um quark com carga −⅓ e, pertencente aterceira geração. É um membro mais leve do doublet de quark fraco de terceira geração, que também inclui um quark t muito mais pesado. Ele tem uma massa de 4,2-4,7 GeV, quase 5 vezes mais pesado que um nucleon. A vida útil do quark b é de cerca de 10 около² s.
LHCb é o menor dos quatro principaisdetectores no colisor LHC na organização europeia para pesquisa nuclear CERN em Genebra. O experimento é realizado para estudar a assimetria de matéria e antimatéria em interações b-quark.