O Enigma da Matéria Escura

Palestra ministrada na Livraria Cultura (Porto Alegre) em 17 de Novembro (2011) no VI Ciclo de Palestras do Instituto de Física-UFRGS. 

UFRGS TV - Simplifísica

Neutrinos mais rápidos que a luz: o mistério está possivelmente perto do fim.

Como muitos devem estar acompanhando, em Setembro de 2011, na colaboração OPERA (http://operaweb.lngs.infn.it/?lang=en), foram observados neutrinos do tipo múon que supostamente atravessaram a distância de 730 km entre o CERN e o detetor localizado no INFN (Gran Sasso Laboratory, Itália), viajando a velocidades superiores a da velocidade da luz. Nos meses seguintes houve um derrame de artigos na rede com as mais diferentes explicações para esta anomalia. Entretanto, no dia 23 de Fevereiro num “press release update” do CERN, a colaboração OPERA informou suas agências de financiamento e laboratórios que identificou dois possíveis efeitos que podem ter uma influência sobre a sua medida do tempo de voo do neutrino. Ambos requerem mais testes com um feixe curto pulsado.

Segundo eles, o primeiro efeito está relacionado com um oscilador usado para as sincronizações do GPS. Ele poderia ter levado a uma superestimação do tempo de voo do neutrino.

O segundo efeito estaria relacionado ao conector de fibra ótica que traz o sinal externo do GPS para o relógio mestre do OPERA, que poderia não estar funcionando corretamente quando as medidas foram tomadas. Se este for o caso, ele poderia ter levado a uma subestimação do tempo de voo dos neutrinos.

Se for confirmado, vemos que a explicação para a anomalia, terá sua origem no complexo e intrincado equipamento necessário para experiência e não na existência de um novo fenômeno físico.

Novas medições com pequenos feixes pulsados, estão agendadas para Maio.

Hádrons Exóticos foram observados no Belle

O experimento Belle, que usa o acelerador de alta energia do KEK (http://www.kek.jp)  anunciou, agora em Janeiro, que detectou duas novas partículas totalmente inesperadas. São duas partículas do tipo “bottomônio” (estado ligado de um quark-b [bottom] e um antiquark-b). Até aí, nada de mais, porque muitos “quarkônios” (estado ligado de um certo quark-q e o seu respectivo antiquark-q) são bem conhecidos e suas propriedades completamente definidas. Uma destas propriedades é que todo quarkônio tem carga nula, simplesmente porque a carga de um quark é oposta a do seu respectivo antiquark. As novas partículas, que ganharam os nomes de “Zb(10610)” e “Zb(10650)” têm carga elétrica! Isto indica que elas podem conter mais quarks além do b e do anti-b, por exemplo um quark-u e um antiquark-d. Especula-se que elas sejam um legítimo tetraquark (um estado ligado de 2 quarks e 2 antiquarks).

O experimento Belle iniciou o seu funcionamento em 1999 com a finalidade de estudar a origem da assimetria entre partículas e antipartículas no Universo. Entretanto, este experiemento é reponsável pela descoberta de mais de dez outras partículas denominadas exóticas, entre elas, as já famosas dentro da comunidade da física de partículas elementares: X(3872), Y(3940), Z(4430).

O KeK é um colisor de elétron-pósitron. Nesta colisão, o Zb pode ser criado e decai numa série de partículas que serão observadas.

A nossa compreensão atual sobre os hádrons.

O picos assinalados nos gráficos acima mostram os sinais dos Zb.