Físicos teorizam a existência de uma partícula exótica: o di-omega

Através de um dos computadores mais poderosos do mundo, cientistas japoneses da HAL-QCD Collaboration realizaram simulações complexas e previram um novo tipo de partícula: o di-omega.

Bariões são partículas subatómicas formadas por três quarks e são um dos constituintes fundamentais da matéria. Os protões e os neutrões – que compõem os núcleos atómicos – são bariões.

Um dibarião é uma partícula com dois bariões em vez de ter apenas um, o que é mais usual. A carga dos bariões depende do tipo de quarks existentes dentro deles, que podem ser de seis tipos: up, down, top, bottom, charm e strange.

Na natureza, há apenas uma partícula conhecida que é composta por dois bariões: o deutério, que nada mais é do que um protão e um neutrão ligados entre si. Embora os cientistas acreditem na existência de outros dibariões, até agora não foi encontrado nenhum.

No entanto, através de simulações complexas baseadas na cromodinâmica quântica (a teoria que descreve as interações dos quarks), físicos da HAL-QCD Collaboration conseguiram modelar potenciais dibariões estáveis, para que os possamos procurar em experiências futuras.

Esta tarefa não foi nada fácil, dado que quantos mais quarks existem numa partícula, mais complexas são as suas interações, fazendo com que seja necessário maior poder de computação para criar potenciais modelos.

Os cientistas usaram um dos computadores mais poderosos do mundo, o Computador K do Instituto Avançado de Ciência Computacional RIKEN, em Kobe, no Japão, que tem um poder computacional de 10 petaflops, ou seja, 10 mil biliões de operações por segundo.

Mas apesar do seu poder computacional, o computador levou quase três anos para chegar a uma conclusão sobre a partícula. O di-omega consiste em dois bariões omega, que contêm três quarks strange cada um. É, segundo os investigadores, o “mais estranho” de todos os potenciais dibariões que podemos identificar um dia.

O estudo, publicado recentemente na Physical Review Letters, baseou-se em trabalhos anteriores, num aperfeiçoamento dos métodos e na criação de uma nova estrutura teórica e de um novo algoritmo, de modo a permitir cálculos mais eficientes.

Os físicos acreditam que este trabalho dará frutos no futuro, nomeadamente pela sua aplicação em ambientes experimentais de modo a procurar evidências desta partícula no mundo real.

“Acreditamos que estas partículas poderiam ser geradas através de colisões com iões pesados na Europa e no Japão”, disse o físico quântico Tetsuo Hatsuda, do Instituto RIKEN. “Estamos ansiosos para trabalhar com colegas a fim de descobrir o primeiro sistema de dibariões, além do deutério”.