A máquina que impulsiona partículas carregadas, quase na velocidade da luz, é chamada de acelerador de partículas. Ela foi inventada em 1930 e foi responsável pela descoberta de uma partícula inovadora chamada de Bóson de Higgs. E, assim como em outros ramos, ele também foi mudando e se modernizando com o tempo.
Tanto que um avanço bem grande para a física pode ter sido alcançado recentemente por conta da possível descoberta das misteriosas “bolas de cola”. Essa descoberta foi feita através de um experimento com um acelerador de partículas.
Para quem não sabe, essa “bolas de cola” são estados ligados de partículas de glúons subatômicas, sem quarks envolvidos. E segundo os físicos, ter sua existência confirmada é algo importante porque tem a capacidade de revolucionar o entendimento sobre o funcionamento do universo.
No caso dos glútons, eles são partículas que tem um papel essencial na estabilidade dos átomos, já que mantém os quarks unidos para formar prótons e nêutrons. Isso faz parte da força nuclear forte, que é uma das quatro forças fundamentais da natureza. Além dela tem a gravidade, o eletromagnetismo e a força nuclear fraca.
Antes desse experimento com o acelerador de partículas, essas “bolas de cola” eram somente uma teoria. Contudo, os dados vistos no Colisor Electron-Positron II, do Instituto de Física de Altas Energias de Pequim (Ihep), na China, mostraram que sua existência é real.
Os pesquisadores usaram dados de 10 anos e aproximadamente 10 bilhões de amostras de partículas que foram esmagadas no acelerador para identificar as evidências de partículas com a massa prevista para as “bolas de cola”, que é cerca de 2.395 MeV/c2.
Sendo mais específico, a partícula vista é chamada de X(2370) e tem características que são consistentes com as teorias das “bolas de cola”. Mesmo assim ainda são necessárias mais medições e observações para que se tenha uma confirmação de forma definitiva.
Possível revolução na física
Olhar digital
Essa descoberta é um marco bastante significativo na validação do Modelo Padrão da física de partículas. Esse modelo descreve as interações fundamentais entre as partículas elementares.
O estudo foi possível agora por conta dos avanços vistos nas técnicas matemáticas e capacidades computacionais. Através deles os pesquisadores puderam fazer a análise detalhada de um grande volume de interações e evolução de partículas. E os resultados que eles obtiveram mostraram a importância da colaboração entre teoria, experimentação e tecnologia de ponta para explorar os mistérios do mundo subatômico.
Por mais que essa descoberta não seja uma prova conclusiva, juntando ela com as várias outras evidências que foram se acumulando com o passar dos anos, é possível sugerir que as “bolas de cola” podem estar surgindo como uma realidade fascinante.
Além disso, entendendo melhor essas estruturas, os pesquisadores iriam aumentar seu entendimento sobre as forças fundamentais da natureza, mas também teriam novas possibilidades de descobertas e aplicações tecnológicas no futuro.
Acelerador de partículas
Inovação tecnológica
Geralmente, o tamanho do acelerador de partículas é bastante grande. Mas pesquisadores conseguiram criar um acelerador de partículas minúsculo. Que projeta feixes de elétrons ultracurtos usando um laser a mais de 99,99% da velocidade da luz. Para conseguir fazer isso, os cientistas tiveram a ideia de diminuir a velocidade da luz, para que ela chegasse perto da velocidade dos elétrons. Eles fizeram isso usando camadas finíssimas de quartzo, que são mais finas que um fio de cabelo, revestindo uma peça de metal.
Esse equipamento permite que se crie imagens da movimentação de átomos, já que consegue manipular e fazer a medição de conjuntos de partículas em uma escala de tempo absurdamente baixa. Ele faz em 10 femtossegundos. Um femtossegundo é o tempo que a luz leva para viajar um décimo de um milímetro. Isso equivale a 0,00000000000001 segundo.
O experimento bem sucedido pode levar à criação de aceleradores e partículas de alta energia, carga e qualidade em níveis de terahertz (THz) mais baratos e de tamanhos menores. Fazer com que as dimensões e preços dos aceleradores fiquem menores irá levar esses equipamentos a serem empregados de várias outras maneiras.
O estudo que foi publicado na revista “Nature Photonics” descobriu uma técnica bem peculiar quando usou lasers para gerar pulsos de luz na frequência de terahertz. No espectro eletromagnético, a faixa dos terahertz fica entre o infravermelho, que é usado em câmeras de vídeo e controles remotos, e microondas, que é usado nos fornos de mesmo nome.
“O principal desafio foi combinar a velocidade do campo THz em aceleração com a velocidade do feixe de elétrons. Que está quase na velocidade da luz. Enquanto também evitava a velocidade inerentemente mais baixa do Envelope de pulso THz se propagando através de nossa estrutura de aceleração. Degradando significativamente o comprimento sobre o qual o campo de direção e os elétrons interagem”, disse Morgan Hibberd, da Universidade de Manchester e principal autor do estudo.
“Superamos esse problema desenvolvendo uma fonte THz exclusiva. Que produzia pulsos mais longos contendo apenas uma faixa estreita de frequências. Aumentando significativamente a interação. Nosso próximo marco é demonstrar ganhos de energia ainda maiores, mantendo a qualidade do feixe. Prevemos que isso será realizado através de refinamentos para aumentar nossa fonte de energia THz. Que já estão em andamento”, continuou.
Fonte: Olhar digital
Imagens: Inovação tecnológica
