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01/01/2007 - 13h28

Partícula "solteira" dá pistas aos físicos sobre natureza da massa

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IGOR ZOLNERKEVIC
Colaboração para a Folha de S.Paulo

Após 12 anos de busca, 600 pesquisadores de 90 instituições de 20 países, entre os quais o Brasil, chegaram a um resultado que poderá ajudar a desvendar o conhecimento da natureza da massa dos corpos. Eles verificaram que a mais pesada de todas as partículas elementares, o chamado quark top, pode surgir desacompanhada de sua irmã gêmea de carga elétrica oposta, o antiquark top.

"Sem exagero, o experimento é mais complicado do que levar um homem à Lua", contou Sérgio Novaes, do Instituto de Física Teórica da Unesp (Universidade Estadual Paulista), um dos cientistas que participaram do estudo. Seus resultados foram submetidos para publicação no periódico científico "Physical Review Letters" (prl .aps.org). Entre os autores do artigo há também cientistas do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), no Rio de Janeiro, e da Uerj (Universidade Estadual do Rio de Janeiro).

A freqüência com que essa partícula aparece "solteira" depende do número de tipos de quark que existem. Os resultados divulgados em 8 de dezembro, em um seminário no Laboratório Nacional Fermi (Fermilab), em Batavia, Illinois, EUA, confirmam que existem apenas seis tipos dessa partícula subatômica, que compõe os prótons e os nêutrons no núcleo dos átomos.

Tijolos da física

"E daí?", perguntará o leitor. A detecção do quark top "solteiro" é uma espécie de certificado de qualidade para a teoria da física que explica simplesmente toda a matéria.

Essa teoria, o Modelo Padrão, descreve todas as forças e partículas fundamentais do Universo. Apesar de ser a melhor ferramenta de que os físicos dispõem, o modelo é incompleto. É incapaz, por exemplo, de unificar a gravidade com as outras forças fundamentais da natureza (eletromagnética, nuclear forte e nuclear fraca).

Mesmo assim, todos os seis quarks previstos pelo Modelo Padrão já foram identificados. O último deles foi o quark top, em 1995. Somente agora, porém, há dados suficientes para garantir que não existem outros quarks.

Em 1984, físicos do Cern (Organização Européia de Pesquisa Nuclear) acreditaram ter observado um quark top único. A descoberta foi refutada por Terry Wyatt, hoje professor da Universidade de Manchester, Reino Unido, e um dos responsáveis pelo novo experimento.

Trombada-relâmpago

O quark top único é produto da colisão entre um próton e um antipróton, ambos acelerados quase à velocidade da luz no acelerador de partículas Tevatron, em Illinois (Estados Unidos). Dos quatrilhões de colisões que aconteceram no Tevatron de 2002 a 2005, foram analisadas 2 bilhões.

Com uma rede global de computadores, foram comparados os dados reais com simulações de colisões, e isolados 62 eventos de quark top único.

A sofisticação alcançada nessa análise deixa os pesquisadores mais próximos de conseguirem identificar sinais ainda mais sutis, como aqueles da partícula responsável pela massa de todas as outras, o chamado bóson de Higgs --uma das últimas previsões do Modelo Padrão, que ainda não foi encontrado, do qual os físicos esperam ter pistas neste ano.

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