Há alguns resultados estranhos sendo anunciados no mundo da física recentemente. Um fluido com uma massa efetiva negativa e a descoberta de cinco novas partículas estão desafiando nossa compreensão do universo.
Novos resultados do ALICE (uma grande experiência em coletores de íons) estão aumentando a estranheza.
O ALICE é um detector no Large Hadron Collider (LHC). É um dos sete detectores, e o papel de ALICE é "estudar a física da matéria que interage fortemente em densidades extremas de energia, onde uma fase da matéria chamada formas de plasma de quarks e glúons", de acordo com o site do CERN. O plasma de quarks e glúons é um estado da matéria que existia apenas alguns milionésimos de segundo após o Big Bang.
No que podemos chamar de matéria normal - ou seja, os átomos familiares sobre os quais todos aprendemos no ensino médio - prótons e nêutrons são compostos de quarks. Esses quarks são mantidos juntos por outras partículas chamadas glúons. (“Colas”, entendeu?) Em um estado conhecido como confinamento, esses quarks e glúons ficam permanentemente unidos. De fato, os quarks nunca foram observados isoladamente.
O LHC é usado para colidir partículas em velocidades extremamente altas, criando temperaturas 100.000 vezes mais quentes que o centro do Sol. Em novos resultados recém-lançados do CERN, os íons de chumbo foram colididos e as condições extremas resultantes aproximam-se de replicar o estado do Universo alguns milionésimos de segundo após o Big Bang.
Nessas temperaturas extremas, o estado de confinamento foi quebrado, e os quarks e glúons foram liberados e formaram plasma de quarks e glúons.
Até agora, isso é muito bem compreendido. Mas nesses novos resultados, algo adicional aconteceu. Houve aumento da produção do que é chamado de "hadrons estranhos". Os próprios hadrons estranhos são partículas bem conhecidas. Eles têm nomes como Kaon, Lambda, Xi e Omega. Eles são chamados de hádrons estranhos porque cada um tem um "quark estranho".
Se tudo isso parece um pouco obscuro, eis o exemplo: hádrons estranhos podem ser partículas bem conhecidas, porque foram observadas em colisões entre núcleos pesados. Mas eles não foram observados em colisões entre prótons.
"Ser capaz de isolar os fenômenos semelhantes ao plasma de quarks e glúons em um sistema menor e mais simples ... abre uma dimensão totalmente nova para o estudo das propriedades do estado fundamental de onde nosso universo emergiu". - Federico Antinori, porta-voz da colaboração ALICE.
"Estamos muito animados com essa descoberta", disse Federico Antinori, porta-voz da colaboração da ALICE. “Estamos novamente aprendendo muito sobre esse estado primordial da matéria. Ser capaz de isolar os fenômenos do tipo quarks-glúons-plasma em um sistema menor e mais simples, como a colisão entre dois prótons, abre uma dimensão inteiramente nova para o estudo das propriedades do estado fundamental de onde nosso universo emergiu. "
A criação do plasma de quarks e glúons no CERN oferece aos físicos uma oportunidade de estudar a forte interação. A forte interação também é conhecida como força forte, uma das quatro forças fundamentais do Universo e a que liga os quarks a prótons e nêutrons. Também é uma oportunidade de estudar outra coisa: o aumento da produção de hádrons estranhos.
Em uma deliciosa frase, o CERN chama esse fenômeno de "produção aprimorada de estranheza". (Alguém do CERN gosta de linguagem.)
A produção aprimorada de estranheza a partir do plasma de quarks e glúons foi prevista na década de 80 e foi observada na década de 90 no Super Proton Synchrotron do CERN. O experimento ALICE no LHC está dando aos físicos sua melhor oportunidade ainda para estudar como as colisões próton-próton podem aumentar a produção de estranheza da mesma maneira que as colisões de íons pesados.
De acordo com o comunicado à imprensa que anuncia esses resultados, "o estudo mais preciso desses processos será essencial para entender melhor os mecanismos microscópicos do plasma de quarks-glúons e o comportamento coletivo de partículas em pequenos sistemas".
Eu não poderia ter dito melhor.
