Cientistas criam partícula subatômica que desafia nossa compreensão da física

Cientistas criaram uma partícula subatômica que desafia nossa compreensão da física, revelando novos insights sobre a origem da massa da matéria. A pesquisa, liderada por físicos do RIKEN em Saitama, Japão, demonstrou pela primeira vez um sistema nuclear unido exclusivamente pela força forte.

Ordinariamente, átomos precisam tanto da força forte quanto da força eletromagnética para se manter unidos, mas os físicos sempre se perguntaram se um sistema nuclear poderia ser unido apenas pela força forte. O mesão eta primo (η′), que não carrega carga elétrica, tornou-se o candidato ideal para tal experimento.

A equipe de pesquisadores disparou um feixe de prótons contra o núcleo de um átomo de isótopo de carbono C-12, a velocidades fracionárias da velocidade da luz. Esse ataque de prótons expulsou um nêutron, formando um deutério estável. O excesso de energia no núcleo do que se transformou em um átomo de C-11 gerou um mesão eta primo, que, em casos raros, se ligou ao núcleo de carbono-11, formando um estado quântico de curta duração unido apenas pela força forte.

O mesão eta primo existe por apenas cerca de um milésimo de trilhionésimo de segundo antes de decair, tornando a detecção desses eventos extremamente desafiadora. Apesar das dificuldades, os cientistas identificaram estruturas de pico nos dados que correspondem às previsões teóricas para núcleos mesônicos eta primo. Os resultados, publicados na Physical Review Letters, indicam que a massa do mesão eta primo diminui por cerca de 60 MeV dentro da matéria nuclear, fornecendo evidências qualitativas de que a quebra da simetria quiral e a dinâmica dos glúons são responsáveis por sua massa.

Elizabeth Rayne, escritora cujo trabalho já apareceu em diversas publicações científicas, destacou a importância desta descoberta. As investigações sobre a distribuição de massa em um ambiente com simetria quiral restaurada fornecem informações sobre os mecanismos de geração de massa e a estrutura não trivial do vácuo na evolução do universo. De acordo com a reportagem da Popular Mechanics, os pesquisadores planejam medir a seção transversal elementar da produção de eta primo no futuro.