Hoje, na EPS Conferência sobre Física de Alta Energia em Veneza, o experimento do LHCb no Large Hadron Collider (LHC) do CERN relatou a observação de Ξcc++ (Xicc++) uma nova partícula contendo dois quarks charm e um quark up.
© CERN (nova partícula com dois quarks pesados e um leve)
A existência desta partícula da família dos bárions era esperada pelas teorias atuais, mas os físicos têm procurado estes bárions com dois quarks pesados por muitos anos. A massa da partícula recém-identificada é de cerca de 3,621 GeV, que é quase quatro vezes mais pesada que o bárion mais familiar, o próton, uma propriedade que surge de seu conteúdo de dois quarks charm. É a primeira vez que esta partícula foi detectada inequivocamente.
Quase toda a matéria que vemos ao nosso redor é feita de bárions, que são partículas comuns compostas por três quarks, os mais conhecidos sendo prótons e nêutrons. Mas existem seis tipos de quarks existentes, e teoricamente, muitas combinações potenciais diferentes podem formar outros tipos de bárions. Os bárions observados até agora são todos feitos, no máximo, com um quark pesado.
Encontrar um bárion de quark pesado é de grande interesse, pois proporcionará uma ferramenta única para investigar ainda mais a cromodinâmica quântica, a teoria que descreve a interação forte, uma das quatro forças fundamentais.
Em contraste com outros bárions, em que os três quarks oscilam um em torno do outro, espera-se que um bárion duplamente pesado atue como um sistema planetário, onde os dois quarks pesados desempenham a função de estrelas pesadas orbitando uma em torno da outra, com o quark mais leve orbitando em torno deste sistema binário.
Medir as propriedades do Ξcc++ ajudará a estabelecer como um sistema de dois quarks pesados e um quark leve se comporta. Podem ser obtidos pontos de vista importantes, medindo precisamente os mecanismos de produção, decaimento e a vida útil desta nova partícula.
A observação deste novo bárion provou ser desafiadora e foi possível devido à alta taxa de produção de quarks pesados no LHC e às capacidades únicas do experimento LHCb, que pode identificar os produtos de decaimento com excelente eficiência. O bárion Ξcc++ foi identificado através de seu decaimento em um bárion Λc+ e três mésons mais leves K-, π+ e π+.
A observação do Ξcc++ no LHCb aumenta as expectativas para detectar outros representantes da família de bárions duplamente pesados. Eles serão agora procurados no LHC.
Um artigo relatando estas descobertas foi submetido ao periódico Physical Review Letters.
Fonte: European Organization for Nuclear Research
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