Usando um dos computadores mais poderosos do mundo para realizar simulações complexas, cientistas japoneses da HAL QCD Collaboration previram um novo tipo de partícula: um dibárion que eles estão chamando de “di-ômega”.
O que é um dibárion?
Bárions contêm três quarks, partículas subatômicas que são um dos constituintes fundamentais da matéria. Os prótons e nêutrons – que compõem os núcleos atômicos -, por exemplo, são bárions.
Um dibárion é uma partícula que tem dois bárions ao invés de apenas um, o que é mais usual. A carga dos bárions depende do “tipo” dos quarks dentro deles. Existem seis tipos: up, down, top, bottom, charm e strange.
Na natureza, há apenas uma partícula conhecida composta por dois bárions: o deutério, que consiste em um próton e um nêutron ligados entre si.
Embora os cientistas acreditem que outros dibárions possam existir, até agora nenhum foi conclusivamente encontrado.
Embora os cientistas acreditem que outros dibárions possam existir, até agora nenhum foi conclusivamente encontrado.
O “di-ômega”
Executando simulações baseadas na cromodinâmica quântica, a teoria que descreve as interações dos quarks, os pesquisadores da HAL-QCD Collaboration foram capazes de modelar potenciais dibárions estáveis, para que possamos procurar por eles em experimentos futuros.
A tarefa não foi nada fácil – quanto mais quarks existem em uma partícula, mais complexas são suas interações, o que significa que mais poder de computação é necessário para criarmos modelos para ela.
Para realizar a façanha, os cientistas usaram o Computador K do Instituto Avançado de Ciência Computacional RIKEN, em Kobe, no Japão, que tem um poder computacional de 10 petaflops, ou 10 quatrilhões de operações por segundo.
Mesmo assim, levou quase três anos para chegar a uma conclusão sobre a partícula. O “di-ômega” consiste em dois bárions ômega, contendo três quarks strange cada um. É, segundo os pesquisadores, o “mais estranho” de todos os potenciais dibárions que podemos identificar um dia.
Experimentos
A pesquisa se baseou em trabalhos anteriores, além de uma refinação dos métodos e a elaboração de um novo arcabouço teórico e um novo algoritmo, para permitir cálculos mais eficientes. O acesso ao Computador K também fez uma enorme diferença.
No futuro, os pesquisadores acreditam que seu trabalho pode ser aplicado em ambientes experimentais para buscar evidências dessa partícula no mundo real.
“Acreditamos que essas partículas especiais poderiam ser geradas por experimentos usando colisões planejadas com íons pesados na Europa e no Japão”, disse o físico quântico Tetsuo Hatsuda, do Instituto RIKEN. “Estamos ansiosos para trabalhar com colegas a fim de descobrir o primeiro sistema de dibárions além do deutério”.
O trabalho da equipe foi publicado na revista científica Physical Review Letters.
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