Minúsculos e efêmeros

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Agência FAPESP* –Agência FAPESP - Um grupo multinacional acaba de fornecer a mais completa evidência de uma nova forma de partícula subatômica, o pentaquark. A pesquisa foi conduzida no Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab), do Departamento de Energia dos Estados Unidos, em projeto que contou com a colaboração de 39 físicos de sete países. 

Os cientistas utilizaram uma abordagem diferente da usual, focando os esforços em prótons e não em nêutrons, como vinha sendo tentado até então. O resultado foi a inédita identificação de 45 pentaquarks, o que valeu ao estudo o destaque como matéria de capa da edição de 23/1 da revista Physical Review Letters. 

Mais de 99,99% de toda matéria está contida interior de átomos, sendo que cada núcleo é formado por prótons e nêutrons. Nas últimas quatro décadas, cientistas descobriram que essas partes minúsculas são compostas por partículas ainda menores, que batizaram de quarks. Cada próton e nêutron, por exemplo, é composto por três quarks. 

Durante cerca de 30 anos, físicos previram que partículas com cinco quarks poderiam existir, mas apenas em 2002 conseguiram provas suficientes para a comprovação, em experimento realizado no Japão. A pesquisa, liderada por Takashi Nakano, da Universidade de Osaka, identificou o pentaquark por meio do bombardeio de átomos de carbono com raios gama. 

Como os pesquisadores japoneses verificaram que a nova partícula se originava a partir de nêutrons, os estudos que se seguiram em outros países continuaram pelo mesmo caminho. Entretanto, a quase totalidade dos experimentos não teve o mesmo sucesso. 

"A detecção é difícil porque não conseguimos ‘ver’ o pentaquark, pois ele vive durante menos de um centésimo de um bilionésimo de um bilionésimo de um segundo, antes de decair em duas partículas separadas", disse Paul Stoler, diretor do Jefferson Lab. "Outro problema é que os experimentos provocam muitos ‘resíduos’, ou seja, reação irrelevantes."

Os integrantes do experimento no laboratório norte-americano resolveram empregar uma abordagem mais simples. A dificuldade em isolar um único nêutron estável fez com que eles se voltassem a outro alvo: o próton. Escolheram um dos elementos químicos mais abundantes do universo, o hidrogênio, que tem seu núcleo formado por um único próton. Na experiência, os cientistas utilizaram hidrogênio liquefeito levando-o a uma temperatura pouco acima do zero absoluto antes de bombardeá-lo com raios gama. 

"A evidência do pentaquark pode trazer uma imensa ajuda na compreensão das leis e da estrutura da matéria em sua forma mais fundamental", disse o líder do estudo Valery Kubarovsky, do Instituto Politécnico Rensselaer, de Nova York.

Mesmo com a detecção de pentaquarks em quantidades inéditas, os integrantes do projeto afirmam que muitas outras experiências precisam ser realizadas. Entre os objetivos a serem atingidos está o aumento da taxa de detecção do pentaquark por explosão, além de uma melhor compreensão de como a partícula subatômica é produzida e de suas características internas.

<b>Agência FAPESP</b> - Um grupo multinacional acaba de fornecer a mais completa evidência de uma nova forma de partícula subatômica, o pentaquark. A pesquisa foi conduzida no Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab), do Departamento de Energia dos Estados Unidos, em projeto que contou com a colaboração de 39 físicos de sete países. 
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Os cientistas utilizaram uma abordagem diferente da usual, focando os esforços em prótons e não em nêutrons, como vinha sendo tentado até então. O resultado foi a inédita identificação de 45 pentaquarks, o que valeu ao estudo o destaque como matéria de capa da edição de 23/1 da revista <i>Physical Review Letters</i>. 
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Mais de 99,99% de toda matéria está contida interior de átomos, sendo que cada núcleo é formado por prótons e nêutrons. Nas últimas quatro décadas, cientistas descobriram que essas partes minúsculas são compostas por partículas ainda menores, que batizaram de quarks. Cada próton e nêutron, por exemplo, é composto por três quarks. 
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Durante cerca de 30 anos, físicos previram que partículas com cinco quarks poderiam existir, mas apenas em 2002 conseguiram provas suficientes para a comprovação, em experimento realizado no Japão. A pesquisa, liderada por Takashi Nakano, da Universidade de Osaka, identificou o pentaquark por meio do bombardeio de átomos de carbono com raios gama. 
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Como os pesquisadores japoneses verificaram que a nova partícula se originava a partir de nêutrons, os estudos que se seguiram em outros países continuaram pelo mesmo caminho. Entretanto, a quase totalidade dos experimentos não teve o mesmo sucesso. 
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"A detecção é difícil porque não conseguimos ‘ver’ o pentaquark, pois ele vive durante menos de um centésimo de um bilionésimo de um bilionésimo de um segundo, antes de decair em duas partículas separadas", disse Paul Stoler, diretor do Jefferson Lab. "Outro problema é que os experimentos provocam muitos ‘resíduos’, ou seja, reação irrelevantes."
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Os integrantes do experimento no laboratório norte-americano resolveram empregar uma abordagem mais simples. A dificuldade em isolar um único nêutron estável fez com que eles se voltassem a outro alvo: o próton. Escolheram um dos elementos químicos mais abundantes do universo, o hidrogênio, que tem seu núcleo formado por um único próton. Na experiência, os cientistas utilizaram hidrogênio liquefeito levando-o a uma temperatura pouco acima do zero absoluto antes de bombardeá-lo com raios gama. 
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"A evidência do pentaquark pode trazer uma imensa ajuda na compreensão das leis e da estrutura da matéria em sua forma mais fundamental", disse o líder do estudo Valery Kubarovsky, do Instituto Politécnico Rensselaer, de Nova York.
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Mesmo com a detecção de pentaquarks em quantidades inéditas, os integrantes do projeto afirmam que muitas outras experiências precisam ser realizadas. Entre os objetivos a serem atingidos está o aumento da taxa de detecção do pentaquark por explosão, além de uma melhor compreensão de como a partícula subatômica é produzida e de suas características internas. 
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