Físicos a trabalhar no Grande Colisor de Hádrons detetaram uma partícula exótica que é a evidência mais forte até agora de uma nova forma de matéria chamada tetraquark.
Há pouco tempo atrás o CERN anunciou a descoberta de uma partícula estranha conhecida como Z (4430). [Partícula rara encontrada pode lançar dúvidas sobre as populares Teorias da Física]
Um artigo a resumir os resultados foi publicado no arXiv - um repositório de artigos de física em pré-impressão (ainda não revisada por pares).
A nova partícula tem cerca de quatro vezes mais massa que um protão, tem uma carga negativa, e parece ser uma partícula teórica conhecida como tetraquark. [O que é um átomo?]
Os resultados ainda são prematuros, mas se esta descoberta for confirmada, pode ter implicações na compreensão das estrelas de neutrões. [Estrelas de neutrões extremamente densas revelam os seus segredos]
Os blocos de construção da matéria são feitos de leptões (como o electrão e os neutrinos) e quarks (que formam os protões, neutrões e outras partículas). Os quarks são muito diferentes das outras partículas na medida em que têm uma carga elétrica que é 1/3 ou 2/3 a do electrão e do protão.
Eles também possuem um tipo diferente de “carga”, conhecida como cor. Assim como cargas elétricas interagem através de uma força eletromagnética, cargas de cor interagem através da força nuclear forte. É a carga de cor dos quarks que trabalha para manter os núcleos dos átomos juntos.
A carga de cor é muito mais complexa do que a carga elétrica. A carga elétrica é simplesmente positiva (+) ou negativa (-). Com a cor, existem três tipos (vermelho, verde e azul) e os seus opostos (anti-vermelhos, anti-verdes, e anti-azuis).
Eles também possuem um tipo diferente de “carga”, conhecida como cor. Assim como cargas elétricas interagem através de uma força eletromagnética, cargas de cor interagem através da força nuclear forte. É a carga de cor dos quarks que trabalha para manter os núcleos dos átomos juntos.
A carga de cor é muito mais complexa do que a carga elétrica. A carga elétrica é simplesmente positiva (+) ou negativa (-). Com a cor, existem três tipos (vermelho, verde e azul) e os seus opostos (anti-vermelhos, anti-verdes, e anti-azuis).
Devido à forma como funciona a força forte, nunca podemos observar um quark livre. A força forte requer que os quarks sempre agrupem-se para formar uma partícula que é de cor neutra. Por exemplo, um protão é composto por três quarks (dois up e um down), onde cada quark tem uma cor diferente.
Da mesma forma, a combinação de um quark vermelho, verde e azul dá-lhe uma partícula que é de cor neutra. Esta semelhança com as propriedades de cor da luz é responsável pelos quarks terem o nome de cores.
Da mesma forma, a combinação de um quark vermelho, verde e azul dá-lhe uma partícula que é de cor neutra. Esta semelhança com as propriedades de cor da luz é responsável pelos quarks terem o nome de cores.
O tetraquark
Combinando um quark de cada cor em grupos de três é uma maneira de criar uma partícula de cor neutra, e estas são conhecidas como báriões. Protões e neutrões são os mais comuns. Outra maneira de combinar quarks é emparelhar um quark de uma cor especial com o quark da sua anti-cor.
Por exemplo, um quark verde e um quark anti-verde poderiam combinar-se para formar uma partícula de cor neutra. Estas partículas de dois quarks são conhecidas como mésões, e foram descobertas pela primeira vez em 1947.
Por exemplo, um quark verde e um quark anti-verde poderiam combinar-se para formar uma partícula de cor neutra. Estas partículas de dois quarks são conhecidas como mésões, e foram descobertas pela primeira vez em 1947.
Segundo as regras da força forte, há outras maneiras dos quarks se poderem combinam para formar uma partícula neutra. Um destes, o tetraquark, combina quatro quarks, onde duas partículas têm uma cor particular, e as outras duas têm as anti-cores correspondentes.
Outros, tais como o pentaquark (3 cores + um par cor anti-cor) e o hexaquark (3 cores + 3 anti-cores) têm sido propostos. Mas até agora todos eles eram hipotéticos. É possível que essas partículas não sejam estáveis e simplesmente decaiam em báriões e mésões.
Outros, tais como o pentaquark (3 cores + um par cor anti-cor) e o hexaquark (3 cores + 3 anti-cores) têm sido propostos. Mas até agora todos eles eram hipotéticos. É possível que essas partículas não sejam estáveis e simplesmente decaiam em báriões e mésões.
Estrelas de quarks
Houve algumas sugestões experimentais de tetraquarks, mas este último resultado é a evidência mais forte de quatro quarks que formam uma partícula neutra de cores. Isto significa que os quarks podem ser combinados de maneiras muito mais complexas do que o inicialmente esperado, e isso tem implicações para a estrutura interna de estrelas de neutrões.
Muito simplesmente, o modelo tradicional de uma estrela de neutrões é que ela é feita de neutrões. Os neutrões são compostos por três quarks (dois down e um up), mas pensa-se geralmente que as interações de partículas dentro de uma estrela de neutrões sejam interações entre neutrões.
Com a existência de tetraquarks, é possível que os neutrões no interior do núcleo interajam com força suficiente para criar tetraquarks. Isso poderia até mesmo levar à produção de pentaquarks e hexaquarks, ou até mesmo que os quarks pudessem interagir individualmente, sem estar vinculados em partículas neutras de cores.
Isso produziria um objeto hipotético conhecido como estrela de quarks. Neste momento tudo é hipotético, mas a evidência verificada de tetraquarks forçará os astrofísicos a reexaminar alguns dos pressupostos que temos sobre o interior de estrelas de neutrões. [io9]
