Méson D

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

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

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

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 1⁄2 0− 0 +1 0 1,040 ± 0,007 × 10−12 [1]
Méson D[11] D0 D-0 CU 1864,84 ± 0,17 1⁄2 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 1⁄2 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 1⁄2 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

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 –
  11. ↑ C. Amsler et al.. (2008): Particle listings –
  12. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings –
  13. ↑ C. Amsler et al.. (2008): Particle listings – (2010)
  14. ↑ C. Amsler et al.. (2008): Particle listings – (2007)