Tudo o que existe no cosmos, de animais a galáxias, é formado primordialmente por duas categorias de partículas subatômicas: os quarks, constituintes do núcleo atômico, e os elétrons, que geram nuvens de carga elétrica negativa ao seu redor. Outras partículas também desempenham papéis específicos, como os fótons, unidades fundamentais da luz vitais para lâmpadas e conexões sem fio, e os neutrinos, que passam pelo corpo humano aos trilhões a cada segundo de forma completamente imperceptível. Até onde a ciência compreende, esses blocos fundamentais da realidade não podem ser subdivididos.
No entanto, a organização desses tijolos do Universo apresenta certas peculiaridades. Os quarks que compõem a matéria comum aparecem em duas configurações chamadas de up e down — meros rótulos espirituosos, já que conceitos direcionais não se aplicam ao universo quântico. Ao todo, existem seis tipos de quarks. Os demais são o charm e o top, semelhantes ao up porém mais massivos, além do strange e do bottom, que correspondem a versões mais pesadas do down. O quark top destaca-se por possuir 85 mil vezes mais massa que o up, sendo o componente mais massivo do Modelo Padrão.
Essa ampla família de quarks pesados surge principalmente em condições extremas, como nos experimentos conduzidos no Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior acelerador de partículas do planeta, situado em um túnel circular de 27 km na fronteira franco-suíça. Quando colisões geram partículas incomuns como o quark bottom, sua existência dura apenas um trilionésimo de segundo antes de passarem pelo decaimento e darem origem a outras estruturas. Os quarks nunca aparecem isolados; organizam-se em trios, formando prótons e nêutrons, ou em duplas, como o méson B0, composto por um quark bottom e um quark down.
A raridade do fenômeno Quando esse méson se desmancha, geralmente se converte em partículas comuns. Contudo, em ocasiões extremamente raras, ele se transforma em um par de múons, que funcionam essencialmente como elétrons pesados com cerca de 200 vezes mais massa. A frequência desse evento é de uma vez a cada 10 bilhões, superando a raridade de um bilhete dourado de fábrica de chocolates.
Pesquisadores tentam documentar esse evento desde 1984, e a primeira evidência oficial foi divulgada em uma terça-feira (3) no CERN, laboratório europeu responsável pela operação do LHC. Caso seja confirmado, o evento representará o decaimento de partícula mais raro já documentado. A descoberta emergiu do LHCb, um dos quatro grandes detectores do complexo, cuja letra “b” remete a beauty, apelido alternativo para o quark bottom.
A caçada científica Para isolar essa ocorrência, um grupo de aproximadamente 20 cientistas, encabeçado por Harry Cliff, da Universidade de Cambridge, uniu dados obtidos entre 2011 e 2018 a um lote recente coletado entre 2024 e 2025. Essa nova etapa foi viabilizada por uma atualização tecnológica que elevou a velocidade de coleta do detector em até cinco vezes, enquanto algoritmos de aprendizado de máquina auxiliaram na eliminação de ruídos em bilhões de colisões.
O resultado apresenta uma significância estatística de 3,2 sigma, o que significa que a probabilidade de o sinal representar apenas uma flutuação aleatória nos dados é de cerca de 1 em 1.500. Na física de partículas, uma descoberta formal exige o patamar de 5 sigma, equivalente a uma chance em 3,5 milhões. Por essa razão, os especialistas tratam o achado como uma evidência, e não uma descoberta definitiva, ressaltando que o estudo ainda precisa passar pela revisão de outros pares acadêmicos.
O propósito da busca O Modelo Padrão, arcabouço teórico que descreve as partículas conhecidas, calcula com precisão a taxa desse decaimento. Caso o acelerador registre qualquer desvio em relação ao esperado, isso indicará lacunas na teoria e revelará novos mistérios para a física. Trata-se de uma dinâmica parecida com uma via pouco movimentada: se um fluxo inesperado de veículos passar por ela, fica evidente a existência de um acesso oculto.
Essas partículas ocultas podem residir no chamado “zeptoverso”, o domínio de distâncias na escala de um zeptômetro, equivalente a um bilionésimo de trilionésimo de metro. Para ilustrar, se um próton tivesse as dimensões do estádio do Maracanã, um zeptômetro equivaleria a um grão de areia no gramado. Atualmente, o LHC consegue examinar distâncias na faixa de 100 zeptômetros, mas decaimentos raros ajudam a espiar camadas ainda mais profundas em busca de respostas sobre a matéria escura e a assimetria entre matéria e antimatéria no cosmos.
Por enquanto, o Modelo Padrão permanece intacto, pois o decaimento obedece às equações já estabelecidas. Mesmo assim, o dado é valioso por descartar direções onde novas físicas não estão presentes. O LHCb seguirá coletando informações até o início dos anos 2030, com novas melhorias previstas para multiplicar o ritmo de captação, antes que a responsabilidade passe para o sucessor do acelerador nas próximas décadas.
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