No CERN, sede do Grande Colisor de Hadrões, os cientistas observaram uma das interações de partículas mais raras alguma vez detetadas, o que poderá levar a novos conhecimentos sobre as leis fundamentais da física.
O evento, que faz parte da experiência NA62, envolveu o decaimento de uma partícula subatómica chamada kaon, que foi medida com uma precisão sem precedentes.
Os kaons, também conhecidos como mesões K, são partículas constituídas por dois quarks. Na experiência, os investigadores concentraram-se nos kaons carregados, compostos por um quark up e um quark anti-estranho.
O raro decaimento observado envolve a decomposição do kaon em três partículas: um pião, um neutrino e um anti-neutrino. Este decaimento é incrivelmente raro, ocorrendo apenas em cerca de 13 casos em 100 mil milhões.
A raridade deste decaimento torna-o um teste fundamental para o modelo padrão da física de partículas, que prevê este tipo de interação. O modelo padrão é a teoria predominante que explica como as partículas subatómicas se comportam e interagem.
O decaimento do kaon, conhecido como o “canal dourado”, foi previsto com grande exatidão pelo modelo. Esta observação oferece uma oportunidade para confirmar ou desafiar a teoria, escreve o Futurism.
Como explicou Cristina Lazzeroni, uma física envolvida na investigação, “se medirmos um desvio do [modelo padrão], é um sinal claro de nova física”.
A experiência envolveu a utilização do Super Proton Synchrotron do CERN para criar feixes de protões de alta intensidade. Estes protões colidiram com um alvo estacionário, produzindo partículas secundárias, incluindo kaons, que foram depois monitorizados de perto por um detetor. Os cientistas conseguiram então captar o decaimento dos kaons carregados.
Curiosamente, os resultados mostraram que este raro decaimento do kaon ocorreu cerca de 50% mais frequentemente do que o previsto pelo modelo padrão. Embora esta discrepância seja significativa, não refuta imediatamente o modelo.
Há ainda a possibilidade de os resultados observados serem compatíveis com o modelo padrão, dadas as incertezas envolvidas. No entanto, os resultados são os mais exatos até à data.
A raridade deste decaimento do kaon já tinha sido observada anteriormente, mas esta é a primeira vez que foi medida com tal certeza estatística. Os resultados foram confirmados com um nível de significância de cinco desvios-padrão, ou cinco sigma, o que significa que há apenas 0,00003 a 0,00006% de hipóteses de se tratar de um acaso estatístico.
“A procura de indícios de nova física neste decaimento requer mais dados, mas este resultado é um salto em frente e reforça ainda mais o forte interesse nesta linha de investigação”, salientou Karim Massri, o coordenador de física do NA62.
