A descoberta que pode ajudar a entender força que permite existência dos átomos

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Cientistas descobriram novas configurações 'exóticas' de quarks, as menores partículas conhecidas e que compõem outros elementos subatômicos que formam o núcleo dos átomos.
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Por Pallab Ghosh, BBC
05/07/2022 15h44 Atualizado há 4 dias
Postado em 09 de julho de 2022 às14h00m

Post. N. - 4.388

As partículas 'exóticas' são produzidas durante colisões subatômicas/BBC — Foto: EQUINOX GRAPHICS/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Cientistas descobriram novas configurações "exóticas" de quarks, as menores partículas conhecidas pela humanidade.

Os quarks são as partículas subatômicas que compõem outras partículas subatômicas, conhecidas como hádrons.

• A descoberta que pode ajudar a entender força que permite existência dos átomos
• A reforma do Grande Colisor de Hádrons que pode revolucionar a física

Os prótons e nêutrons, que compõem o núcleo dos átomos, são tipos de hádrons. Cada um dos prótons e nêutrons são compostos por três quarks.

Partículas descobertas nos últimos continham configurações "exóticas" dos quarks: em vez de três, elas são formadas por quatro ou cinco quarks (tetraquarks e pentaquarks).

Agora, os cientistas fizeram três novas descobertas: um pentaquark e dois tetraquarks nunca vistos antes.

A existência dessas partículas com configuração "diferente" foi verificada pelos cientistas do Grande Colisor de Hádrons, o maior acelerador de partículas do mundo, que fica na Suíça. Com as três novas descobertas, o número de partículas com configurações exóticas de quarks sobe para 21.

Composição da matéria — Foto: BBC

As novas estruturas são formadas por colisão de partículas subatômicas e existem por um instante tão curto que é até difícil de imaginar - duram um milésimo de bilionésimo de bilionésimo de segundo.

Apesar da existência extremamente breve, essas partículas viajam a uma velocidade próxima à velocidade da luz, deixando "trilhas" de alguns milímetros que são analisadas pelos pesquisadores.

Os cientistas estão empolgados com as características das três novas partículas. O novo pentaquark libera partículas que nenhum dos outros produz ao se decompor. E os dois novos tetraquarks têm a mesma massa, o que sugere que eles podem ser o primeiro par de estruturas exóticas descoberto.

A descoberta foi feita no maior acelerador de partículas do mundo — Foto: CERN/BBC

A força forte

Mas o mais importante, segundo os pesquisadores, é que as últimas descobertas significam que agora há uma quantidade dessas partículas suficientes para criar uma categorização e organização - como a dos elementos na tabela periódica.

Isso é essencial para a criação de uma teoria e a descoberta do conjunto de regras válidas para essa matéria exótica.

Físicos estão discutindo essa questão na terça-feira (5/7) em um encontro no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, instituição que abriga o Grande Colisor de Hádrons.

Entender as diferenças entre a menores partículas conhecidas pode parecer uma questão pouco prioritária. Mas a interação dos quarks acontece através da chamada "força forte", que mantém as partículas dos átomos unidas - ou seja, que mantém toda a matéria do Universo.

Os tetraquarks são partículas formadas por quatro quarks em vez de três — Foto: CERN/BBC

"A força forte é extremamente difícil de calcular", diz o professor Chris Parks, da Universidade de Manchester, no Reino Unido. "E nós não temos previsões exatas de como os tetraquarks e pentaquarks são constituídos. Mas esperamos conseguir desenvolver teorias para entendê-los melhor."

O Grande Colisor de Hádrons recentemente passou por um grande aprimoramento, e os pesquisadores envolvidos acreditam que isso vai possibilitar provar a existência de mais partículas exóticas, que hoje só existem na teoria.

Os cientistas tem a hipótese de que algumas partículas têm até seis quarks.

O que são quarks?

A ideia de que a matéria do mundo é formada por pequenas partículas indivisíveis - os átomos - surgiu na Grécia no século 5 a.C,, proposta pelo filósofo grego Demócrito.

No final do século 19 e início do século 20, experimentos científicos mostraram que os átomos eram compostos de partículas menores: elétrons, nêutrons e prótons.

E, na década de 1960, ficou claro que os próprios nêutrons e prótons eram feitos de partículas ainda menores, chamadas quarks.

A ciência que estuda esse universo subatômico é chamada física quântica, e foi seu desenvolvimento que permitiu o surgimento de tecnologias como a energia nuclear e de ameaças como a bomba atômica.

Na década de 1960, também se descobriu que a interação dos quarks entre si está ligada a uma das forças fundamentais da natureza, a chamada força forte.

É essa força forte que mantém a unidade dos núcleos dos átomos, que por sua vez compõe toda a matéria do Universo.

- Texto originalmente publicado em https://www.bbc.com/portuguese/geral-62054807

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