Um sinal de 40 anos
Físicos do experimento LHCb do CERN relataram a primeira evidência de um decaimento que a teoria diz ocorrer cerca de uma vez a cada 10 bilhões de partículas beauty. O resultado, obtido com o detector atualizado do Grande Colisor de Hádrons, vem após uma busca iniciada há mais de quatro décadas.
O processo é conhecido como Bd para mu mu: uma partícula neutra contendo um quark beauty decai em dois múons, parentes mais pesados do elétron. A medição atingiu uma significância estatística de 3,2 sigma, suficiente para chamá-la de evidência, mas abaixo dos cinco sigma que a física de partículas exige para uma descoberta.
Por que decaimentos raros importam
Quarks beauty são produzidos em grande número nas colisões e duram cerca de 1,5 trilionésimo de segundo. Quanto mais raro um decaimento, mais sensível ele pode ser a partículas pesadas demais para serem produzidas diretamente no colisor, porque essas partículas podem alterar a frequência com que o decaimento ocorre.
A taxa medida concorda com o Modelo Padrão, a descrição atual das partículas fundamentais. Essa concordância é útil por si só: reduz o espaço disponível para física desconhecida neste canal e dá aos teóricos uma referência mais precisa para dados futuros.
Sondando o zeptoverso
O LHCb atualizado, um projeto de 15 anos envolvendo cerca de 1.900 pesquisadores, pode coletar dados até cinco vezes mais rápido do que antes. Um detector de pixels de silício construído no Reino Unido, chamado Vertex Locator, fica a cinco milímetros do feixe e identifica onde as partículas são produzidas e onde decaem.
Chris Parkes, da Universidade de Manchester, que liderou a colaboração durante a atualização, comparou as probabilidades a encontrar uma combinação perfeita em um primeiro encontro entre todas as pessoas da Terra. Conor Fitzpatrick, coordenador-adjunto de física, chamou o decaimento de canal de ouro para detectar nova física.
A colaboração espera um conjunto de dados muito maior no início da década de 2030, e uma nova atualização poderia aumentar as taxas de coleta em dez vezes. Isso levaria as medições ao zeptômetro, um bilionésimo de um trilionésimo de metro, onde os físicos esperam encontrar partículas e forças que o Modelo Padrão não descreve.