Os físicos que trabalharam no detector ALICE usaram três anos de dados de colisão próton-próton no LHC e
Os pesquisadores explicam que a colisãopartículas elementares em colisores causam interações de alta energia, que levam à formação de pártons (quarks e glúons). Estas partículas sofrem transformações subsequentes, emitindo radiação na forma de glúons adicionais. Nesse processo em cascata, a energia das partículas originais é transferida para muitas partículas com energia mais baixa.
O padrão dessa radiação depende da massa do párton emissor de glúons. A região em torno da direção de voo do párton na qual a radiação é suprimida é chamada de cone morto.
Os físicos observam que o efeito cone morto foiprevisto pela teoria da interação forte cerca de trinta anos atrás, mas até agora, os cientistas só conseguiram corrigir sua presença indiretamente. O principal problema era a dificuldade em determinar a direção do movimento do parton, bem como o fato de que a região do cone morto pode ser preenchida com partículas nas quais o parton radiante se transformou.
Fluxo parton em cascata. Fonte: CERN
Em seu trabalho, os pesquisadores reconstruíramo fluxo de partons ao longo de seu produto final, o jato de hádrons, que é detectado pelos detectores. No processo de análise de uma grande amostra de observações de colisões próton-próton, os físicos descobriram um jato contendo um c-quark (quark encantado). Eles foram capazes de traçar toda a história da emissão de glúons por este quark. Uma comparação do padrão de emissão de glúons de um quark encantado com a distribuição de glúons e quarks sem massa revelou um cone morto na estrutura do quark c.
Os pesquisadores observam que, além de confirmarteoria da interação forte e a existência do efeito cone morto, a descoberta também prova que o quark encantado tem massa. Partículas sem massa não possuem cones mortos, o que significa que, estudando esse efeito, pode-se estimar a massa dos quarks.
As massas de quarks são fundamentaisquantidades em física de partículas, mas elas não podem ser acessadas e medidas diretamente em experimentos porque, com exceção do quark top, os quarks estão presos dentro de partículas compostas. Nossa técnica de observação direta do cone morto do parton oferece uma maneira de medir a massa dos quarks.
Andrea Dainese, física do ALICE, coautora do estudo
Imagem da capa: CERN
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