14 de abril de 2014

CIENTISTAS DETECTAM UMA PARTÍCULA QUE PODERIA SER UMA NOVA FORMA DE MATÉRIA

Cientistas Detectar uma partícula que poderia ser uma nova forma de matéria1SEXPANDIR
Os físicos que trabalham no Grande Colisor de Hádrons ter visto um longo procurados partícula exótica que é a evidência mais forte até agora para uma nova forma de matéria chamado de tetraquark. Aqui está o que a descoberta poderia significar a astrofísica.

Acima: Uma estrela de nêutrons. Crédito: Universidade Estadual de Casey Reed / Penn.

Você já deve ter ouvido falar que CERN anunciaram a descoberta de uma partícula estranha conhecida como Z (4430). Um artigo resumindo os resultados foi publicado no arXiv física , que é um repositório de pré-impressão (ainda não revisada por pares) artigos de física.

A nova partícula é de cerca de quatro vezes a massa de um protão, tem uma carga negativa, e parece ser uma partícula teórica conhecida como um tetraquark. Os resultados ainda são jovens, mas, se esta descoberta sustenta que pode ter implicações para a nossa compreensão das estrelas de nêutrons.Um cavalo de uma cor diferente

Os blocos de construção da matéria são feitos de léptons (como o elétron e neutrinos) e quarks (que formam os prótons, nêutrons e outras partículas). Quarks são muito diferentes das de outras partículas na medida em que têm uma carga eléctrica que é 1/3 ou 2/3 da do electrão e do protão. Eles também possuem um tipo diferente de "carga", conhecida como cor. Assim como cargas elétricas interagem através de uma força eletromagnética, cargas de cor interagem através da força nuclear forte. É a carga de cor dos quarks que trabalha para manter os núcleos dos átomos juntos. Carga de cor é muito mais complexa do que a carga elétrica. Com carga eléctrica não é simplesmente positivo (+) e o seu oposto, negativa (-). Com cor, existem três tipos (vermelho, verde e azul) e os seus opostos (anti-vermelhos, anti-verdes, e anti-azuis).

Devido à forma como funciona a força forte, nunca podemos observar um quark livre. A força forte requer que os quarks sempre agrupar-se para formar uma partícula que é a cor neutra.Por exemplo, um próton é composto por três quarks (dois em cima e um para baixo), onde cada quark é uma cor diferente. Com a luz visível, acrescentando luz vermelha, verde e azul dá-lhe luz branca, que é incolor. Da mesma forma, a combinação de um quark vermelho, verde e azul dá-lhe uma partícula que é cor neutra. Esta semelhança com as propriedades de cor da luz é por isso responsável quark tem o nome de cores.
O Tetraquark

Combinando um quark de cada cor em grupos de três é uma maneira de criar uma partícula neutra cor, e estes são conhecidos como bárions. Prótons e nêutrons são os bárions mais comuns. Outra maneira de combinar quarks é emparelhar um quark de uma cor especial com o quark de seu anti-cor. Por exemplo, um quark verde e um quark anti-verde poderia se combinam para formar uma partícula neutra de cores. Estas partículas de dois quarks são conhecidos como mésons, e foram descobertos pela primeira vez em 1947. Por exemplo, o pião com carga positiva consiste em um quark up e um quark down antipartícula.

Segundo as regras da força forte, há outras maneiras quarks poderia se combinam para formar uma partícula neutra. Um destes, o tetraquark, combina quatro quark, onde duas partículas têm uma cor particular, e os outros dois têm os correspondentes anti-cores. Outros, tais como a pentaquark (3 cores + uma cor anti-cor par) e o hexaquark (3 cores + 3 anti-cores) têm sido propostos. Mas até agora todos eles têm sido hipotético. Enquanto essas partículas possam ser de cor neutra, é também possível que eles não são estáveis ​​e simplesmente decair em bariones e mesões.
A Quark Estrela

Houve algumas sugestões experimentais de tetraquarks, mas este último resultado é a evidência mais forte de quatro quarks que formam uma partícula neutra de cores. Isto significa que os quarks podem ser combinados de maneiras muito mais complexas do que inicialmente esperado, e isso tem implicações para a estrutura interna de estrelas de nêutrons.

Cientistas Detectar uma partícula que poderia ser uma nova forma de matériaImagem: Chandra.
Cientistas Detectar uma partícula que poderia ser uma nova forma de matériaESO / Luís Calçada.

Muito simplesmente, o modelo tradicional de uma estrela de nêutrons é que ele é feito de nêutrons. Os nêutrons são compostos por três quarks (dois para baixo e uma para cima), mas pensa-se geralmente que as interações de partículas dentro de uma estrela de nêutrons são interações entre nêutrons. Com a existência de tetraquarks, é possível para neutrões no interior do núcleo para interagir com força suficiente para criar tetraquarks. Isso poderia até mesmo levar à produção de pentaquarks e hexaquarks, ou até mesmo que os quarks pudessem interagir individualmente, sem estar vinculado em partículas neutras de cores. Isso produziria um objeto hipotético conhecido como estrela de quarks .

Isso tudo é hipotético, neste ponto, mas a evidência verificada de tetraquarks forçará os astrofísicos a reexaminar alguns dos pressupostos que temos sobre o interior de estrelas de nêutrons.

Este artigo foi publicado originalmente na Universe Today.

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