Zeptoverso: o que existe em uma escala 100 bilhões de vezes menor que um átomo?

Cientistas encontraram evidências de um fenômeno subatômico extremamente raro após mais de quatro décadas de pesquisas. O resultado pode ajudar a investigar o chamado zeptoverso, nome dado a uma escala de distâncias extraordinariamente pequenas, na qual podem existir partículas ainda desconhecidas.

Segundo comunicado da Universidade de Cambridge, divulgado na última terça-feira, 3, os pesquisadores identificaram evidências de um processo previsto para ocorrer apenas uma vez a cada 10 bilhões de partículas de um tipo específico.

A descoberta foi realizada por meio do experimento LHCb, instalado no Grande Colisor de Hádrons (LHC), no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), próximo à fronteira entre Suíça e França. O equipamento é utilizado para investigar o comportamento de partículas subatômicas.

O que é o zeptoverso?

O zeptoverso é o nome utilizado por físicos para descrever fenômenos que podem ocorrer em distâncias extremamente pequenas, medidas em zeptômetros.

Um zeptômetro corresponde a um trilionésimo de um bilionésimo de metro, ou (10^{-21}) metro. Nessa escala, cientistas investigam a possibilidade de existirem partículas e forças fundamentais ainda desconhecidas.

A pesquisa busca compreender processos que não podem ser observados diretamente pelos instrumentos atuais.

Os experimentos também podem contribuir para investigar questões ainda sem resposta, como a natureza da matéria escura.

O que os cientistas descobriram no CERN?

Os pesquisadores identificaram evidências de um processo conhecido como decaimento de uma partícula de beleza em dois múons.

As chamadas partículas de beleza contêm um quark beauty, também conhecido como quark bottom. Essas partículas são extremamente instáveis e existem por aproximadamente 1,5 trilionésimo de segundo antes de se transformar.

No processo investigado, uma partícula contendo um quark de beleza se transforma em dois múons, partículas subatômicas semelhantes aos elétrons, mas mais pesadas. Esse tipo de decaimento é previsto para ocorrer apenas uma vez em cada 10 bilhões de partículas de beleza.

A identificação do fenômeno foi possível após melhorias no detector LHCb, que permitiram registrar e analisar um volume maior de dados. A busca por evidências desse processo começou há mais de 40 anos.

Zeptoverso pode abrir caminho para investigar a matéria escura

A matéria escura representa aproximadamente um quarto do conteúdo do Universo, mas sua composição permanece desconhecida. Como não interage com a luz da mesma maneira que a matéria comum, sua presença é identificada principalmente por efeitos gravitacionais.

Os cientistas investigam se partículas ainda desconhecidas podem influenciar processos subatômicos extremamente raros. Ao medir com precisão a frequência desses fenômenos, os pesquisadores podem procurar sinais de interações que não são explicadas pelas teorias atuais.

O resultado observado no CERN está de acordo com as previsões do Modelo Padrão, teoria que descreve partículas fundamentais e suas interações. Portanto, o experimento não identificou uma nova partícula nem explicou a composição da matéria escura. A descoberta oferece uma nova possibilidade de testar essas previsões em escalas menores.

O que falta para confirmar a descoberta?

Os resultados representam evidências científicas, mas ainda não atingiram o nível estatístico necessário para confirmar definitivamente o fenômeno. Segundo o CERN, a análise atingiu significância estatística de três desvios-padrão, suficiente para indicar evidências do processo.

Na física de partículas, a confirmação de uma descoberta costuma exigir um nível mais elevado de significância. Os pesquisadores pretendem continuar a coleta de dados para aumentar a precisão das medições.

Uma nova modernização do detector LHCb também poderá ampliar a capacidade de registrar esses eventos raros. Com mais informações, os cientistas esperam investigar fenômenos que podem ocorrer em distâncias ainda menores do que aquelas atualmente acessíveis.