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Uma nova partícula constituída de três quarks, os menores elementos básicos da matéria conhecidos, foi descoberta no Grande Colisor de Hádrons (LHC), anunciou nesta quinta-feira a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (Cern).

"Trata-se de uma partícula muito pesada e instável", explicou à AFP Matthew Charles, do Laboratório de Física Nuclear e de Alta Energia (LPNHE) da Universidade Pierre-et-Marie-Curie, que participou da pesquisa.

Esta nova partícula, batizada de "Xicc++", é constituída de dois quarks charm e um quark up e pertence à família dos bárions.

Praticamente toda a matéria que vemos à nossa volta é feita de bárions, cujos representantes mais famosos são os prótons e nêutrons.

Uma vez que existem seis tipos de quarks, existem muitos tipos de bárions.

A partícula "Xi cc ++" com estes dois quark charm (quarks pesados) era prevista pela teoria, mas até agora nunca havia sido observada.

"Esta observação é uma validação dos cálculos baseados no Modelo Padrão", explica o pesquisador.

O "Modelo Padrão", desenvolvido no início de 1970, integra o conhecimento atual sobre partículas e forças fundamentais.

Mas não explica a existência da matéria escura e energia escura, que juntos formam 95% do Universo.

Este modelo também não permite compreender a gravidade ou a teoria geral da relatividade enunciada por Einstein. Os cientistas procuram, portanto, uma brecha nesta teoria e, para isso, quanto mais partículas, mais podem testá-las.

A existência desta nova partícula foi demonstrada através de experimentos realizados no grande acelerador de partículas LHC, situado na fronteira entre a Suíça e a França.

"Para produzir essas partículas, é preciso colisões de alta energia, de um acelerador de partículas como o LHC", diz Matthew Charles.

O LHC permitiu descobrir em 2012 o famoso bóson de Higgs, considerado pelos físicos como a pedra angular da estrutura fundamental da matéria, a partícula elementar que confere massa a uma sua série de outras.

O maior acelerador de partículas do mundo, o Grande Colisor de Hádrons (LHC, sigla em inglês), do CERN, iniciou nesta quarta-feira uma nova fase de experiências inéditas com quase o dobro de energia, com o que os cientistas esperam lançar "uma nova física".

Às 10h40 locais (5h40 no horário de Brasília), o LHC (Large Hadron Collider) realizou suas primeiras colisões de prótons com energia recorde de 13 TeV (tera-elétron-volts), depois de dois anos de manutenção e reparos. No CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), em Genebra, os aplausos se misturaram ao champanhe.

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Os apaixonados por partículas puderam acompanhar on-line os principais momentos deste dia de experiências, desde a injeção de feixes de prótons a sua escalada de energia a 6,5 ​​TeV, até o início da aquisição de dados a 13 TeV de energia de colisão.

Isso é quase o dobro em relação ao alcançado durante o primeiro período de funcionamento do LHC, que durou três anos e que possibilitou a confirmação em 2012 da existência do bóson de Higgs, considerado a estrutura fundamental da matéria. Esta descoberta rendeu o Prêmio Nobel de Física a Peter Higgs e François Englert em 2013.

Um tera-elétron-volt equivale à energia do movimento de um mosquito quando voa, explica o CERN em seu site na internet.

Mas dentro do LHC, a energia se comprime em um espaço extremamente pequeno: cerca de um bilhão de vezes menor que um mosquito. É essa intensidade que faz com que as partículas se rompam.

"Agora, os experimentos podem começar", declarou ao vivo na internet o diretor do CERN, Rolf Heuer, advertindo que não se deve esperar resultados nos próximos meses.

"A primeira operação do LHC (...) que culminou com esta grande descoberta (nota: o bóson de Higgs) em julho de 2012, foi apenas o começo da viagem. Agora é o momento para a nova física! Os primeiros dados vão começar a afluir. Vamos ver o que eles nos revelam sobre como funciona o nosso Universo", ressaltou.

O LHC, situado na fronteira franco-suíça, compreende um túnel em forma de anel de 27 km. Ele foi reiniciado em abril.

Territórios inexplorados

Nas próximas semanas, os cientistas vão começar a registrar os dados. Até 1 bilhão de colisões ocorrem a cada segundo, gerando avalanches de partículas nos detectores.

Cada segundo de funcionamento do LHC e seus experimentos produzem vários gigabytes de dados, que alcançarão o centro de cálculos do CERN para serem armazenados, classificados e compartilhados com os físicos em todo o mundo.

O LHC tentará obter ao longo dos próximos três anos dados para entender os mistérios da matéria.

Os experimentos têm como objetivo encontrar pistas sobre como foi criado o universo, a partir do estudo das partículas fundamentais, que são a base de toda matéria existente, e das forças que as controlam.

Para os cientistas, a 'Season 2' do LHC deve abrir perspectivas em territórios inexplorados da física.

"Tentamos encontrar uma lacuna" na teoria do "Modelo Padrão", a teoria que integra os conhecimentos atuais sobre partículas e forças fundamentais, explica Pauline Gagnon, pesquisadora do CERN.

"É uma boa base, mas este modelo explica apenas a ponta do iceberg", diz ela.

"Ele não disse nada, por exemplo, sobre a matéria escura, invisível porque não emite luz, mas que representa 27% do conteúdo do Universo."

Enterrados a cerca de 100 metros de profundidade, ao longo do anel do LHC, há quatro "experiências" - quatro detectores responsáveis pelo controle das colisões que os cientistas devem, em seguida, analisar.

Atlas e CMS são detectores polivalentes, concebidos para explorar uma gama de fenômenos físicos, que vão desde o bóson de Higgs à matéria escura.

O experimento Alice se especializa no estudo do plasma quark-glúon, um estado da matéria que os especialistas acreditam que teria existido apenas alguns instantes após o Big Bang. O detector LHCb procura compreender as diferenças entre matéria e antimatéria, analisando alguns quarks.

Após dois anos parado para manutenção, o maior acelerador de partículas do mundo foi religado neste domingo, 5, e com um plano ambicioso: abrir nova fronteira para a ciência e fazer descobertas sobre as origens do universo.

Em Genebra, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern) retomou os trabalhos do acelerador de partículas, desta vez, com uma potência duas vezes superior àquela que foi utilizada para descobrir o Bóson de Higgs - a partícula elementar que dá massa a outras, como o elétron -, um dos maiores feitos da história da física.

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O acelerador, conhecido como LHC, custou US$ 8 bilhões e levou mais de 20 anos para ser projetado e construído. Hoje, o túnel de 27 km, que fica situado cerca de 30 andares abaixo de Genebra e de parte do território da França, é considerado um dos exemplos da cooperação internacional.

Ao fazer prótons circularem pelo túnel a uma velocidade recorde, os cientistas promoverão choques para simular o que teria sido os instantes que se seguiram ao big-bang. Quatro aparelhos detectam as imagens desses choques, com até 40 milhões de "fotos".

Apesar de confirmar a teoria de Higgs e de revelar dezenas de outras informações sobre a origem da matéria, o projeto frustrou alguns cientistas por não trazer outras novidades. A opção em 2012, portanto, foi usar uma pausa já planejada, suspender os trabalhos e desligar o acelerador. A pausa seria usada para manutenção e para incrementar mais a potência do que já era o maior experimento da física.

Experimento

As colisões de prótons ocorrerão a uma energia de 13 trilhões de eletronvolts, algo jamais visto. "Agora, o trabalho duro começa", afirmou Rolf Heuer, diretor-geral do Cern. "Depois de dois anos de esforços, o LHC está em grande forma", disse o diretor de aceleradores, Frédérick Bordry.

Segundo ele, os choques vão começar a ocorrer a uma energia reduzida e, gradualmente, o acelerador ganhará um novo ritmo. "O passo mais importante ainda está por chegar, quando aumentarmos a energia a níveis recordes."

Uma das esperanças é de que as descobertas ajudem a montar um quebra-cabeça que muitos consideram sem solução: a revelação da natureza da matéria escura.

Cálculos baseados em interações gravitacionais entre galáxias sugerem que há cinco vezes mais matéria escura no universo do que matéria comum, o que forma parte das coisas que podem ser vistas. O problema é que ela ainda não foi detectada diretamente nem suas características foram identificadas.

Ao repetir o momento posterior ao big-bang, a meta dos cientistas é justamente criar condições para que se possa constatar a matéria escura.

 

As informações são do jornal O Estado de S. Paulo.

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