Você sabia que partículas possuem sabores diferentes?

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As partículas fundamentais que constituem o universo possuem muito mais variáveis do que aqueles a que nos familiarizamos quando estudamos átomos no colégio. Exemplo disso são os quarks (responsáveis por formar os prótons e nêutrons), que são encontrados em seis sabores (flavors) na natureza: “up”, “down”, “top”, “bottom”, “strange” e “charm”.

A existência de diferentes versões da mesma partícula intrigam físicos, que até o momento não conseguiram desvendar os motivos para a existência dessas variáveis. “Isso é conhecido como o problema dos sabores”, afirma JoAnne Hewett, física teórica  do SLAC National Accelerator Laboratory. “Por que existem tantos sabores? Por que temos seis tipos de quarks e léptons, e por que cada um deles varia em massa? Não temos ideia”, declarou a cientista ao site LiveScience.

No estranho mundo da física de partículas, os vários sabores se diferenciam por suas propriedades individuais, incluindo fatores como massa, carga e spin. O mais estranho é que as partículas podem mudar de tipo a qualquer momento — por exemplo, um quark “up” pode se transformar em um “down”, e em seguida virar sua versão “strange”, prosseguindo nesse ciclo de maneira infinita e imprevisível.

“Não sabemos o que há dentro de um quark”, afirma Michael Peskin, outro físico de partículas do SLAC. “Nós pensamos que são as similaridades e diferenças de sua estrutura interna que tornam fácil ou difícil a ocorrência de transições”, completa o pesquisador.

Os mistérios da antimatéria

Desvendar os motivos pelos quais as partículas possuem diferentes sabores pode ajudar cientistas a entender a constituição atual do universo. “Há uma assimetria entre a quantidade de matéria e antimatéria do universo, no sentido que o universo é feito de matéria e não podemos observar grandes quantidades de antimatéria atualmente”, afirma Hewett.

Durante o Big Bang, acredita-se na existência de uma quantidade idêntica de matéria e antimatéria — opostos que, ao se chocarem, provocam destruição mútua e liberam quantidades imensas de energia pura. Pesquisadores acreditam que diferenças dos sabores de partículas que constituem esses elementos podem explicar os motivos pelos a antimatéria praticamente deixou de existir com o passar do tempo.

A fronteira da intensidade

Para solucionar os motivos que levam à existência de partículas com diferentes sabores, cientistas pretendem realizar experimentos capazes de enfrentar aquilo que é conhecido como a “fronteira da intensidade”. O objetivo é forçar a ocorrência de transições pouco vistas naturalmente, como quarks “bottom” se transformando em quarks “charm”.

Para que isso seja possível, será preciso aumentar a quantidade e a intensidade das partículas geradas por equipamentos especializados. “Se você quer ganhar a loteria, você tem que comprar vários bilhetes”, afirma Robert Tschirhart, cientista responsável pelo Projeto X do Fermi National Laboratory, iniciativa que pretende construir um acelerador de partículas de alta intensidade responsável por buscar transições de sabores raras.

Dimensões ocultas

A teoria dos físicos Lisa Randall e Raman Sundrum propõe uma solução fora do convencional para solucionar o mistério relacionado aos diferentes sabores de uma partícula. Elas podem ser o resultado de dimensões extras escondidas, localizadas além daquelas a que estamos acostumados a lidar.

Embora vejamos quarks com seis tipos diferentes de massa, talvez esse valor na verdade não varie — tal percepção errônea poderia ser causada por sua existência em diferentes pontos de outra dimensão. Embora a teoria pareça maluca, sua aplicação resultou em algumas previsões concretas relacionadas à forma como determinadas partículas se decompõem e variam em composição.

Como tudo considerado novo no mundo da ciência, novos experimentos deverão ser realizados antes de uma conclusão final ser formulada. Porém, ao que tudo indica, estamos cada vez mais próximos de responder a maioria das perguntas relacionadas à vida, ao universo e tudo o mais.