CERN Acelerating science

esta atualização da mídia é parte de uma série relacionada com a grande conferência de Física de Hádrons de 2020, que ocorreu de 25 a 30 de Maio de 2020. Originalmente planejado para acontecer em Paris, a conferência está sendo realizada inteiramente online devido à pandemia COVID-19.

ALICE, CMS e LHCb colaborações no CERN apresentar novas medidas que mostram como encantado partículas – partículas contendo quarks charme – pode servir como “mensageiros” de duas formas de matéria constituída de quarks e glúons: hádrons, que compõem a maior parte da matéria visível no atual universo; e o quark–gluon plasma, que se acredita ter existido no início do universo e pode ser recriado em colisões de iões pesados no Grande colisor de Hádrons (LHC). Ao estudar partículas encantadas, os físicos podem aprender mais sobre Hádrons, nos quais quarks são ligados por glúons, bem como o plasma quark–gluon, no qual quarks e glúons não são confinados dentro de Hádrons.

Os principais resultados são:

O LHCb equipa obteve mais preciso, no entanto, medições de duas propriedades de uma partícula conhecida como xc1(3872), um hádron contendo quarks charme. A partícula foi descoberta em 2003 e permaneceu incerto se é um hádron de dois quarks, um hádron mais exótico como um tetraquark-um sistema de quatro quarks estreitamente ligados – ou um par de partículas de dois quarks fracamente ligadas em uma estrutura semelhante à molécula. Apontar a natureza deste hádron poderia estender a compreensão dos físicos de como os quarks se ligam aos Hádrons. “Nossos resultados são consistentes com xc1(3872) sendo um par de partículas de dois quarks vagamente ligadas, mas não exclui totalmente a hipótese tetraquark ou outras possibilidades”, diz O porta-voz do LHCb Giovanni Passaleva.

the CMS collaboration observed for the first time the transformation, or “decay”, of another particle, called B0s, into the same xc1(3872) particle. Os pesquisadores compararam este decaimento com o decaimento observado anteriormente do mesônio B+, que levou à primeira detecção do xc1(3872) em 2003. Ambos os tipos de decaimento ligam o comportamento deste hádron aos quarks up e strange. “As diferenças medidas nas taxas de decaimento são intrigantes e podem fornecer mais informações sobre a natureza do xc1(3872), que ainda não foi totalmente estabelecido”, diz O porta-voz do CMS, Roberto Carlin.

the ALICE collaboration measured the so-called elliptic flow of hadrons containing charm quarks, in heavy-ion collisions. Os Hádrons são criados durante colisões que também criam um plasma quark-gluon. Hádrons contendo quarks pesados, como o quark charme, são excelentes “mensageiros” do plasma quark–gluon, o que significa que eles carregam informações importantes sobre ele. “O padrão observado por ALICE indica que os quarks de charme pesados são arrastados pela expansão do plasma quark–gluon”, diz O porta-voz de ALICE Luciano Musa.

olhando para a frente, as colaborações do LHC visam fazer medições mais precisas destes mensageiros do mundo quark usando dados da próxima corrida LHC, que irá beneficiar de uma grande atualização dos experimentos.

leia mais abaixo para uma descrição abrangente destes resultados.

resultados de quark Charm relacionados com Hádrons

as colaborações LHCb e CMS descrevem resultados de seus estudos de um hádron conhecido como xc1(3872). A partícula foi descoberta em 2003 por Belle experiência no Japão, mas tem ficado claro se é um dois-quark hadron, um mais exótico hadron como um tetraquark – um sistema de quatro quarks firmemente unidos – ou um par de dois-quark partículas fracamente acoplado em uma molécula de estrutura semelhante.

apontar a natureza de xc1 (3872) poderia estender a compreensão dos físicos de como os quarks se ligam em Hádrons. Os novos estudos realizados pelas colaborações do CMS e do LHCb lançam uma nova luz sobre – mas ainda não revelam totalmente – a natureza desta partícula.

usando técnicas de análise sofisticadas e dois conjuntos de dados diferentes, a equipa LHCb obteve as medições mais precisas ainda da massa da partícula e foi determinada pela primeira vez e com um significado de mais de cinco desvios-padrão a “largura” da partícula, um parâmetro que determina o tempo de vida da partícula.

até agora, os investigadores só tinham sido capazes de obter limites superiores nos valores permitidos deste parâmetro. Os pesquisadores do LHCb detectaram partículas xc1 (3872) em seus conjuntos de dados usando a técnica clássica de “bump”-caça de busca de um excesso (o bump) de eventos de colisão sobre um fundo liso. Cada conjunto de dados levou a uma medição da massa e largura, e os resultados de ambos os conjuntos de dados concordam uns com os outros.

“Nossos resultados não são apenas as mais precisas, no entanto, eles também mostram que a massa de xc1(3872) é notavelmente perto a soma das massas dos D0 e D*0 encantado mésons”, diz LHCb porta-voz Giovanni Passaleva. Isto é consistente com xc1(3872) sendo um par de partículas de dois quarks vagamente ligadas, mas não exclui totalmente a hipótese tetraquark ou outras possibilidades.”

Enquanto isso, analisando um grande conjunto de dados registrados ao longo de três anos, a colaboração CMS observou pela primeira vez a transformação, ou “decaimento”, da partícula B0s para o XC1(3872) e um méson ϕ. Esta partícula de dois quarks, B0s, é um parente do méson B+, no decaimento do qual o experimento Belle detectou pela primeira vez xc1(3872). Como a equipe LHCb, a equipe CMS detectou xc1 (3872) usando a técnica de bump.

“Nosso resultado é particularmente interessante porque vimos que a taxa na qual o B0s decai para o hadron xc1(3872) e ϕ meson é semelhante ao de B0 em xc1(3872) e um anti-K0 meson, considerando que é cerca de duas vezes mais baixo que o observado anteriormente B+ decadência em xc1(3872) e o K+ meson”, diz o porta-voz do CMS Roberto Carlin. “Nestes decaios, quarks diferentes, além do quark inferior, desempenham um papel”, explica Carlin. “The fact that the decay rates do not follow an obvious pattern may shed light on the nature of xc1 (3872).”

quark Charme resultados relacionados ao quark–gluon plasma

Na outra extremidade do quark-ligação do espectro, a ALICE colaboração medido o chamado elī fluxo de hádrons contendo um quark charme, vinculado a uma luz quark (formando um D meson) ou para um anticharm (fazendo um J/ψ meson) em colisões de iões pesados. Hádrons contendo quarks pesados, charme ou fundo, são excelentes mensageiros do plasma quark–gluon formado nestas colisões. São produzidos nas fases iniciais das colisões, antes do aparecimento do plasma, e assim interagem com os constituintes do plasma ao longo de toda a sua evolução, desde a sua rápida expansão até ao seu arrefecimento e a sua eventual transformação em Hádrons.

quando núcleos pesados não colidem de cabeça para baixo, o plasma é alongado e sua expansão leva a uma modulação elíptica dominante da distribuição de momento dos Hádrons, ou fluxo. A equipe de ALICE descobriu que, em baixo momento, o fluxo elíptico de mésons D não é tão grande quanto o de pions, que contêm apenas quarks de luz, enquanto o fluxo elíptico de mésons J/ψ é menor do que ambos, mas distintamente observado.

“Este padrão indica que a grande charme quarks são arrastados pela quark–gluon plasma de expansão”, diz ALICE porta-voz do Luciano Musa”, mas provavelmente menor que a de luz de quarks, e que tanto o D e J/ψ mésons em baixo momentum, em parte, formada pela ligação, recombinação ou, do fluxo de quarks.”

Outra medida realizada por ALICE equipe do fluxo de elétrons provenientes de decaimentos de B hádrons, contendo um fundo de quark – indica que a parte inferior quarks também são sensíveis à forma alongada do quark–gluon plasma. Upsilon partículas, que são feitas de um quark e seu antiquark, não é um charme e anticharm como o J/ψ, não apresentam fluxo significativo, provavelmente por causa de sua grande massa maior e o pequeno número de inferior quarks disponível para recombinação.

leia mais nos sítios web do CMS e do LHCb:

• https://cms.cern/news/discreet-charm-x3872
• https://lhcb-public.web.cern.ch/ Bem-vindo.html#X(3872)2020

artigos Originais:

• ALICE: https://arxiv.org/abs/2005.11131
• ALICE: https://arxiv.org/abs/2005.11130
• ALICE: https://arxiv.org/abs/2005.14518
• CMS: https://arxiv.org/abs/2005.04764
• LHCb: https://arxiv.org/abs/2005.13422
• LHCb: https://arxiv.org/abs/2005.13419