Méson D

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Os mésons D são as partículas mais leves que contêm quarks charms. Eles podem ainda ser estudados para se ganhar conhecimento sobre a interação fraca.[1] Os strange D mesons (Ds) foram chamados de "F mesons" antes de 1986.

Visão geral[editar | editar código-fonte]

Os mésons D foram descobertos pelo detector Mark I no Stanford Linear Accelerator Center.[2]

Desde que os mésons D são os mais leves mésons contendo um único quark charme (ou antiquark), eles devem mudar o (anti)quark charme em um (anti)quark de outro tipo para decair. Tais transições violam o encanto interno do méson B e podem ocorrer apenas via interação fraca. Nos mésons D, o quark charme preferencialmente muda para um quark estranho via uma bolsa de bóson W, por isso o méson D preferencialmente decai para um káon e um píon.[1]

Em novembro de 2011, pesquisadores no experimento LHCb na CERN reportaram que eles observaram uma direta violação CP no decaimento do neutro méson D, possivelmente além do modelo padrão.[3]

Quantidades iguais de matéria[editar | editar código-fonte]

De acordo com o modelo padrão, a teoria que descreve as partículas fundamentais que compõem o universo, matéria e antimatéria foram criadas em quantidades iguais pelo Big Bang.[4] No entanto, o universo em que vivemos é quase inteiramente feito de matéria. E porque matéria e antimatéria se aniquilam no contato, o universo deveria ter se aniquilado no exato momento, ou logo depois, começou.[5] Pesquisadores perguntam qual foi a causa do desequilíbrio?

O charme meson (D0) é uma partícula que contém uma matéria e uma versão de antimatéria do quark que se transforma entre os dois estados. Quando o charme Meson e sua contraparte antipartícula (anti-d0) existem na superposição, as ondas de d0 e a sobreposição anti-d0 de várias maneiras de formar duas outras partículas de matéria, denominadas D1 e D2, que também estão em um estado de superposição. Mesmo que D1 e D2 sejam compostos dos mesmos ingredientes de partículas (D0) e antipartículas (anti-D0) como outro, eles têm misturas ligeiramente diferentes de cada um, dando-lhes diferentes massas e vidas. O contrário também é verdade; D1 e D2 também podem se sobrepor para produzir D0 ou anti-D0, dependendo de como eles são adicionados um sobre o outro.[6]

Como a massa dessas ondas de partículas decide seu comprimento de onda e, portanto, como elas interferem umas nas outras, a diferença de massa entre o D1 mais pesado e o D2 mais leve que decide a rapidez com que o charme mesão alterna entre sua forma matéria (D0) e antimatéria ( D-0). E essa diferença de massa é absolutamente minúscula: apenas 3,5x10 ^ menos 0,00000000000000000000000000000000000000001 quilogramas.[7]

Os pesquisadores do LHC usaram essa diferença para calcular a diferença de massa entre os dois estados possíveis. As partículas que podem dar o salto entre a matéria e a antimatéria são importantes porque estão no cerne para responder a um dos maiores mistérios da ciência: por que o universo existe.[8]

Lista de mésons D[editar | editar código-fonte]

Nome da partícula Símbolo
da partícula
Símbolo da
antipartícula
Quarks
constituintes[9]
Massa em repouso (MeV/c2) IG JPC S C B' vida média (s) geralmente decai para

(>5% de decaimento)

Méson D[10] D+ D- C-D 1869,62 ± 0,20 12 0 0 +1 0 1,040 ± 0,007 × 10−12 [1]
Méson D[11] D0 D-0 CU 1864,84 ± 0,17 12 0 0 +1 0 4,101 ± 0,015 × 10−13 [2]
Méson estranho D[12] D+s D-s C-S 1968,47 ± 0,33 0 0 +1 +1 0 5,00 ± 0,07 x 10 -13 [3]
Méson D[13] D*+ D*- C-D 201.027,62 ± 0,17 12 1 0 +1 0 6,9 ± 1,9 × 10−21[a] D0 + π+ ou D+ + π0
Méson D[14] D*0 D-*0 C-U 2006,97 ± 0,19 12 1 0 +1 0 >3,1 × 10−22[a] D0 + π+ ou D0 + γ

[a] PDG relata a largura de ressonância (Γ). Aqui a conversão τ = ℏ/Γ é dada em vez disso.

Veja também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b D Meson
  2. http://www.kudryavtsev.staff.shef.ac.uk/phy466/charmed-mesons_files/charmed-mesons.ppt[ligação inativa]
  3. New Physics at LHC? An Anomaly in CP Violation : Cosmic Variance
  4. May 2018, Glenn Starkman 26. «What's the Absolutely Amazing Theory of Almost Everything?». livescience.com (em inglês). Consultado em 23 de junho de 2021 
  5. Tecnológica, Site Inovação (18 de outubro de 2006). «Matéria e antimatéria combinam-se em reação química». Site Inovação Tecnológica. Consultado em 23 de junho de 2021 
  6. «CERN Physicists Observe Nonzero Mass Difference between Charm Meson and Its Antiparticle | Physics | Sci-News.com». Breaking Science News | Sci-News.com (em inglês). Consultado em 23 de junho de 2021 
  7. «Subatomic particle seen changing to antiparticle and back for the first time | University of Oxford». www.ox.ac.uk (em inglês). Consultado em 23 de junho de 2021 
  8. June 2021, Ben Turner-Staff Writer 23. «This 'charming' particle could have saved the universe». livescience.com (em inglês). Consultado em 23 de junho de 2021 
  9. C. Amsler et al.. (2008): Quark Model
  10. C. Amsler et al.. (2008): Particle listings – Predefinição:Subatomic particle
  11. C. Amsler et al.. (2008): Particle listings – Predefinição:Subatomic particle
  12. N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Predefinição:Subatomic particle
  13. C. Amsler et al.. (2008): Particle listings – Predefinição:Subatomic particle(2010)
  14. C. Amsler et al.. (2008): Particle listings – Predefinição:Subatomic particle(2007)