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

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.

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.

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 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.

"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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