CERN explora o zeptoverso: processo que ocorre uma vez a cada 10 bilhões de eventos pode revelar novas partículas

O CERN está investigando processos subatômicos raros que podem revelar a existência de partículas ainda desconhecidas. A pesquisa explora o chamado zeptoverso, associado a escalas de comprimento muito menores que o tamanho de um próton. Para isso, os cientistas usam dados do LHC.

Um dos principais alvos desse estudo são decaimentos raros de partículas, cuja frequência pode chegar a apenas um evento em cada 10 bilhões de colisões de partículas. Partículas ainda não descobertas podem influenciar esses processos através de efeitos quânticos, mesmo sem serem produzidas diretamente.

A análise dessas colisões exige detectores de alta precisão, grandes volumes de dados e métodos estatísticos. O CERN divulgou uma matéria sobre experimentos que foram realizados que podem ajudar a entender se estamos perto da Física além do Modelo Padrão.

Colisão de partículas

As colisões de partículas em altas energias permitem investigar a estrutura fundamental da matéria e procurar partículas ainda desconhecidas. No LHC, prótons são acelerados a velocidades próximas à da luz e colidem, convertendo parte de sua energia em novas partículas.

Um dos processos mais raros envolve o decaimento de partículas formadas por partículas chamadas de quark beauty. Segundo o Modelo Padrão, o decaimento ocorre apenas algumas vezes por bilhão de decaimentos dessas partículas e podem ser sensíveis à influência de partículas desconhecidas.

Zeptoverso

O zeptoverso é o nome utilizado para descrever fenômenos físicos associados a escalas extremamente pequenas, da ordem de cerca de um milhão de vezes menores que o diâmetro de um próton. Nessas escalas, os pesquisadores investigam interações que podem envolver partículas além do Modelo Padrão.

No zeptoverso, novas partículas poderiam introduzir caminhos quânticos adicionais para determinados decaimentos, alterando suas probabilidades de ocorrência. Os cientistas investigam esses processos desde 1984, buscando diferenças entre experimento e modelo.

Uma nova Física escondida

A busca por uma nova física além do Modelo Padrão envolve a identificação de partículas e interações fundamentais ainda desconhecidas. No CERN, o experimento LHCb investiga partículas que contêm quarks beauty e produzidos em grandes quantidades nas colisões do LHC.

Um dos principais resultados envolve um raro decaimento de quarks. Esse decaimento ocorre aproximadamente uma vez a cada 10 bilhões de vezes. A análise forneceu a primeira evidência experimental desse decaimento. No entanto, o resultado ainda não é considerado uma descoberta definitiva.

CERN

O CERN abriga o LHC, que é o acelerador de partículas mais poderoso do mundo, localizado na fronteira entre a Suíça e a França. O equipamento acelera prótons a velocidades próximas à da luz, produzindo colisões de alta energia que permitem investigar a estrutura fundamental da matéria.

A energia alcançada pelo LHC permite investigar fenômenos associados a escalas próximas de 100 zeptômetros. Entretanto, a ausência de descobertas confirmadas de novas partículas fundamentais sugere que algumas delas podem estar associadas a escalas ainda menores, próximas de 1 zeptômetro.