Zoológico de partículas

Em julho, o CERN anunciou a descoberta de uma nova partícula exótica: o chamado “tetraquark”. Foi celebrada como um grande avanço, numa pesquisa de quase 20 anos, realizada em laboratórios de física de partículas em todo o mundo.

Vamos entender: em 1964, a física de partículas estava no meio de uma revolução, pois dois jovens radioastrônomos em Nova Jersey tinham descoberto a evidência mais forte da teoria do Big Bang (as micro-ondas cósmicas de fundo, uma radiação extremamente fraca presente em todo o universo).

Concomitantemente, dois físicos de partículas tentavam dar sentido ao enorme número de novas partículas descobertas nas últimas duas décadas.

Havia muita resistência entre os físicos para aceitar que tantas partículas elementares pudessem existir no universo, no que ficou conhecido como o “zoológico de partículas”.

George Zweig, do CERN, e Murray Gell-Mann, do Caltech, encontraram a mesma solução: e se todas essas partículas diferentes fossem realmente feitas de blocos de construção menores e desconhecidos, da mesma forma que os cento e poucos elementos da tabela periódica são feitos de prótons, nêutrons e elétrons?

Zweig chamou esses blocos de construção de “ases” (aces), enquanto Gell-Mann escolheu o termo que ainda usamos hoje: “quarks”.

Agora “sabemos” que existem seis tipos diferentes de quarks – para cima, para baixo, charme, estranho, topo, fundo (up, down, charm, strange, top, bottom).

Essas partículas também têm seus respectivos companheiros de antimatéria com carga oposta, que podem se ligar de acordo com regras baseadas em simetrias.

Uma partícula feita de um quark e um antiquark é chamada de “meson”; enquanto três quarks unidos formam “bárions”. Os familiares prótons e nêutrons que constituem o núcleo atômico são exemplos de bárions.

Gell-Mann percebeu que outras combinações de quarks podem ser possíveis. Por exemplo, dois quarks e dois antiquarks podem se juntar para formar um “tetraquark”, enquanto quatro quarks e um antiquark fariam um “pentaquark”.

Mas, o “universo” das partículas ainda é um mistério. Várias combinações de quarks têm sido descobertas, como a anunciada recentemente, composta de quatro quarks ‘charme’.

Quantas combinações a natureza se permite?

É isso. Por enquanto …