Queridos colegas e amigos,
Um estimado colega compartilhou conosco este artigo escrito por Ana Lopes, publicado em 12 de abril de 2024 no boletim informativo da Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (CERN) e traduzido por nós para este espaço. Vamos ver do que se trata...
Uma vez que temos uma partícula de matéria, ela sempre será uma partícula de matéria. Ou não. Graças a uma peculiaridade da física quântica, quatro partículas conhecidas formadas por dois quarks diferentes (como o méson D eletricamente neutro, composto por um quark de encantamento (charm) e um antiquark up (up) podem oscilar espontaneamente em seus companheiros de antimatéria e vice-versa.
Em um seminário realizado em 26 de março no CERN, a colaboração LHCb (Large Hadron Collider beauty), um experimento especializado em investigar as diferenças sutis entre matéria e antimatéria, apresentou os resultados de sua última busca pela assimetria matéria-antimatéria, na oscilação do méson D neutro, que, se encontrado, poderia ajudar a esclarecer o misterioso desequilíbrio matéria-antimatéria no universo.
A força fraca do modelo padrão da física de partículas induz uma assimetria entre matéria e antimatéria, conhecida como violação de CP, em partículas contendo quarks. No entanto, essas fontes de violação da CP são difíceis de estudar e são insuficientes para explicar o desequilíbrio entre matéria e antimatéria no universo, levando os físicos a buscar novas fontes e a estudar as conhecidas melhor do que nunca.
Em seu último esforço, os pesquisadores do LHCb “levantaram as mangas” para medir com precisão sem precedentes um conjunto de parâmetros que determinam a oscilação de matéria-antimatéria do méson D neutro e permitem a busca pela violação de CP na oscilação, até então não observada, mas prevista.
A equipe de pesquisa já havia medido o mesmo conjunto de parâmetros, que estão relacionados à decadência do méson D neutro em um kaon carregado positivamente e um píon carregado negativamente, usando seu conjunto de dados completo do primeiro experimento do LHC (Run-1) e um conjunto de dados parcial do segundo experimento (Run-2).
Desta vez, a equipe analisou o conjunto de dados completo do segundo experimento (Run-2) e, combinando o resultado com o da análise anterior, excluindo o conjunto de dados parcial do segundo experimento, obteve as medidas mais precisas dos parâmetros até o momento. A incerteza total da medição é 1,6 vezes menor do que a menor incerteza alcançada anteriormente pelo LHCb.
Os resultados são consistentes com estudos anteriores, confirmam a oscilação de matéria-antimatéria do méson D neutro e não mostram evidências de violação de CP na oscilação. As descobertas exigem análises futuras desta e de outras decomposições do méson D neutro usando dados de um terceiro experimento do LHC e sua atualização planejada, o LHC de alta luminosidade.
Outras decomposições interessantes do méson D neutro incluem seu decaimento em um par de dois kaons ou dois píons, nos quais os pesquisadores do LHCb observaram pela primeira vez uma violação de CP em partículas contendo quarks de encantamento, e o decaimento em um kaon neutro e um par de píons com os quais o LHCb registrou a velocidade da oscilação de matéria-antimatéria da partícula. Nenhum caminho deve ser deixado inexplorado na busca por pistas sobre o desequilíbrio entre matéria e antimatéria no universo e outros mistérios cósmicos.
