A MENTE QUE SE ABRE A UMA NOVA IDEIA JAMAIS VOLTARÁ AO SEU TAMANHO ORIGINAL.
Albert Einstein
quinta-feira, 30 de maio de 2024
Urano
terça-feira, 28 de maio de 2024
Sobre um 3o Quark da 1a família
Créditos: Prof. César Bernardes (IF-UFRGS)
Essa divisão pode sugerir a ideia de que os integrantes das diferentes famílias não se misturam, por assim dizer. Mas não é isso que acontece. Nas colisões, o que ocorre são reconfigurações da energia, que podem transformar quarks em léptons e léptons em quarks, com os bósons entrando nas contas. É a isso que Boito se refere quando fala do decaimento do tau, o lépton mais pesado, formando hádrons, constituídos por quarks; e na produção de hádrons devido à colisão de dois léptons leves, o elétron com sua antipartícula.
Uma outra forma de se pensar: ao postular um terceiro quark com essas propriedades (supondo similares às do quark down do MP), seria esperado um espectro hadrônico bem maior. Pois todos os hádrons constituídos de quarks down teriam “parceiros” muito parecidos (além dos já conhecidos, como estados excitados de maior momento angular total e/ou spin). O valor das massas de alguns desses hádrons são conhecidas com bastante precisão, por exemplo, as massas dos mésons píons carregados e neutros (que possuem como um dos constituintes o quark down) são respectivamente: (139.57039 +- 0.00018) MeV e (134.9768 +- 0.0005) MeV [2]. Massas do próton e nêutron, (938.272081 +- 0.000006) MeV e (939.565413 +- 0.000006) MeV [2]. Em geral, a maior parte da massa dos hádrons é devido à interação entre seus componentes, mas dependendo de quão discrepantes forem as massas de “d” e “d2”, seria possível perceber a diferença. Lembrando que a medida atual da massa do quark down é (4.67^{+0.48}_{-0.17} MeV) [2] . E de fato, hoje, apenas com os quarks do MP, podemos explicar todos esses hádrons observados.
[1]
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.23.930
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.23.935
[2]
https://pdg.lbl.gov/2021/tables/rpp2021-sum-mesons.pdf
https://pdg.lbl.gov/2021/tables/rpp2021-sum-baryons.pdf
https://pdg.lbl.gov/2021/listings/rpp2021-list-light-quarks.pdf
Tirinha do dia
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quinta-feira, 23 de maio de 2024
Erastótenes
No século V a.C., era amplamente aceito que a Terra era uma esfera. Este é um ponto crítico, pois há um equívoco generalizado de que os povos antigos pensavam que a Terra era plana.
A realização mais famosa de Eratóstenes é a sua medição da circunferência da Terra. Ele registrou os detalhes desta medição num manuscrito que agora está perdido, mas sua técnica foi descrita por outros historiadores e escritores gregos.
Eratóstenes tinha ouvido dos viajantes sobre um poço em Syene (agora Aswan, Egito) com uma propriedade interessante: ao meio-dia no solstício de verão, que ocorre cerca de 21 de junho de cada ano, o sol iluminou todo o fundo deste poço, sem fazer sombras, indicando que o sol estava diretamente sobre a cabeça. Eratóstenes então mediu o ângulo de uma sombra lançada por uma vara ao meio-dia no solstício de verão em Alexandria, e descobriu que ela fazia um ângulo de cerca de 7,2 graus, ou cerca de 1/50 de um círculo completo. Ao conhecer a distância entre Syene e Alexandria através da ajuda de agrimensores profissionais, ele conseguiu relatar que a circunferência da terra era de 250.000 estádios ou entre 24.000 e 29.000 milhas
terça-feira, 21 de maio de 2024
glueball’s
Créditos/texto: Daniele Cavalcante & Luciana Zaramela
Uma nova partícula pode ter sido encontrada por cientistas, preenchendo uma lacuna importante no Modelo Padrão. Prevista há algum tempo, a chamada “glueball” teria sido detectada no Beijing Spectrometer III, um acelerador de partículas na China. Mas o que é a glueball e por que é tão importante?
A função de um acelerador de partículas é justamente o que o nome sugere: acelerar partículas para atingir um determinado objetivo — o que muda de acordo com o tipo de acelerador é o que acontece em seguida. E que partículas são essas? Desde as mais básicas, como elétrons, prótons e nêutrons, até compostas, como as partículas alfa formadas por dois prótons e dois nêutrons.
O LHC é o maior acelerador de partículas do mundo e pertence à Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, também conhecida como CERN, que fica em Meyrin, Genebra. Já no Brasil, o maior acelerador de partículas é o Sirius, que está sob os cuidados do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), uma instituição de pesquisa em física, biologia estrutural e nanotecnologia localizado em Campinas, SP.
Boa parte da matéria visível do universo é composta principalmente por quarks, partículas fundamentais (ou seja, indivisíveis) que formam os hádrons — uma “família” de partículas que inclui prótons, nêutrons e píons.
Além dos hádrons, os elétrons ajudam a formar a matéria ao se unirem a prótons e nêutrons. No entanto, elétrons, assim como neutrinos, fazem parte de outra “família”, os léptons.
Também precisamos lembrar que os hádrons são subdivididos em mésons (píon) e bárions (próton e nêutron). Para formar um hádron, é necessário “colar” dois ou três quarks por meio de uma partícula chamada glúon, mediadora da força forte.
Na teoria, não existem quarks livres, ou seja, todos estão confinados em hádrons devido à força forte. Por outro lado, deveria existir várias maneiras de combinar os “sabores” de quarks: top (t), bottom (b), charm (c), strange (s), up (u) e down (d), e suas respectivas antipartículas.
Por exemplo, o próton é composto por dois quarks up e um quark down, enquanto o nêutron é formado por um quark up dois quarks down. Já o píon é feito de um quark e um antiquark. Lembrando, claro, que todos esses quarks são “colados” por glúons.
Há partículas compostas por outras combinações de quarks, mas a teoria prevê que poderia haver uma partícula formada apenas por glúons: as glueballs, ou “bolas de cola”. O nome vem justamente da analogia dos glúons exercendo a função de colar os quarks.
Glueballs nunca foram tema de grandes debates porque, além de nunca terem sido detectadas, suas propriedades eram extremamente complexas de se calcular. Isso mudou recentemente com o advento dos supercomputadores e de técnicas refinadas; nesse caso, o Lattice QCD.
Isso levou os cientistas a previsões das propriedades de uma glueball em seu estado mais leve: não teria carga elétrica, seu spin seria 0 e sua massa estaria 2,3 e 2,6 GeV/c². Para encontrar algo assim, os pesquisadores deveriam criar uma partícula composta cujo decaimento produza muitos glúons e hádrons.
Um dos candidatos para esse experimento é a partícula J/ψ (Psi) que, ao decair, apresenta cerca de 26% de chance de resultar em um fóton, cerca de 64% de chance de decair em três glúons, e cerca de 9% de chance de decair em um fóton e dois glúons.
Todos esses resultados são comuns e conhecidos, mas as expectativas são de que uma glueball seja produzida se a J/ψ decair em um fóton, uma partícula η′ e um par de kaons ou um par de píons.
O colisor elétron-pósitron Beijing Spectrometer III (BES III), que entrou em operação em 2008, já registrou mais de 10 bilhões de eventos formando partículas J/ψ, na tentativa de encontrar eventos raros de decaimentos.
Algumas descobertas foram feitas, como a classe de partículas conhecidas como mésons XYZ, que incluem estados exóticos como tetraquarks (partículas formadas por quatro quarks).
Agora, foi anunciada uma evidência definitiva de uma nova partícula chamada X(2370), que possui todas as propriedades previstas para as glueballs. Os autores da pesquisa afirmam ter atingido 11,7 sigma, ou seja, a probabilidade da detecção ter sido um falso positivo é de 0,00006%.
Isso ainda não significa que a partícula de fato existe, mas que a evidência de ter sido detectada é muito forte. Mais investigações serão necessárias para determinar a natureza da partícula detectada e, se confirmada, a glueball pode trazer ainda mais descobertas para o Modelo Padrão.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Physical Review Letters.
quinta-feira, 16 de maio de 2024
A esfera de Dyson
terça-feira, 14 de maio de 2024
A Matéria Escura
Em Cosmologia e Física Fundamental, existe uma questão crucial como: onde a substância elusiva que chamamos de Matéria Escura está escondida no Universo e do que ela é feita? Isso, mesmo após 40 anos da descoberta seminal de Vera Rubin, não tem uma resposta adequada.
Na verdade, quanto mais investigamos, mais essa questão se tornou fortemente entrelaçada com aspectos que vão além da Física Quântica estabelecida, do Modelo Padrão de Partículas Elementares e da Relatividade Geral, emergindo relacionados a processos como a Inflação, a expansão acelerada do Universo e os vários Fenômenos ao redor de objetos compactos.
Até mesmo a Gravidade Quântica e candidatos a partículas escuras muito exóticas podem desempenhar um papel na moldura do mistério da Matéria Escura, que parece ser cúmplice de uma nova Física desconhecida. Observações e experimentos claramente indicaram que o fenômeno acima não pode ser considerado como já teoricamente enquadrado, como se esperava por décadas.
A revisão (veja o link abaixo) quer penetrar esse mistério de diferentes ângulos, incluindo o de uma contaminação entre diferentes campos da Física, que parecem aparentemente não relacionados entre si, que podem nos guiar para a nova Física necessária. Essa revisão, em detalhe, indica um bom número de tais “caminhos de contaminação” entre os três mundos acima que podem ser capazes de abordar com sucesso as questões mais prementes da Física (desconhecida).
Tirinha do dia
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quinta-feira, 9 de maio de 2024
Os Movimentos da Selene (lua)
terça-feira, 7 de maio de 2024
Os Tachyons
♦ O conceito de partículas viajando mais rápido que a luz, chamadas tachyons, embora amplamente teórico e não observado, ocupa um lugar intrigante nos modelos cosmológicos recentes.
De acordo com um estudo ainda não avaliado por pares, o nosso Universo poderia ser dominado por esses tachyons. Essas partículas hipotéticas desafiam noções fundamentais como a causalidade, onde o tempo flui do passado para o futuro.
Nessa nova proposta, os tachyons seriam a verdadeira natureza da matéria escura, essa componente misteriosa que constitui a maioria da massa de quase todas as galáxias do Universo, superando a matéria normal em uma proporção de 5 para 1. A matéria escura, ainda não identificada, estimula a imaginação dos pesquisadores para conceber diversas hipóteses.
O modelo tachyonico sugere que um Universo em expansão preenchido com tachyons poderia inicialmente desacelerar sua expansão antes de reacelerar. Atualmente, nosso Universo está em fase de aceleração, fenômeno atribuído à energia escura. Assim, esse modelo poderia potencialmente explicar tanto a matéria escura quanto a energia escura.
Para fundamentar sua ideia, os físicos aplicaram seu modelo às observações das supernovas do Tipo Ia. Essas explosões estelares fornecem aos cosmologistas dados valiosos para estabelecer uma relação entre a distância e a taxa de expansão do Universo. O fato de o modelo tachyonico corresponder tão precisamente aos dados das supernovas quanto o modelo cosmológico padrão é surpreendente.
As próximas etapas incluem o teste deste modelo com outros dados cósmicos como o fundo difuso cósmico e a distribuição das galáxias em grande escala.
🔹 REFERÊNCIA: Testando a cosmologia dominada por taquions com supernovas do tipo Ia DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.13859 Autores: Kramer, Samuel H., Redmount, Ian H. Publicado em: 19/03/2024 Relacionabilidade: HTTP://Arcsiv.org/PDF/2403.13859.PDF Cosmologia e Astrofísica Não Galáctica (astro-ph.CO); Relatividade Geral e Cosmologia Quântica (gr-qc)
🌏 Créditos/fonte/Publicação: arXiv.phys.org
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Tags #astronomia #universo #espaço #cosmologia