Tecnologia Científica

Os pesquisadores estabeleceram novos limites na massa de leptoquarks
Em um novo artigo, a colaboração CMS relata os resultados de sua última pesquisa por leptoquarks que interagiriam com quarks e leptons de terceira geração (os quarks top e bottom, o tau lepton e o tau neutrino).
Por CERN - 19/12/2020


O detector CMS (Imagem: CERN

No nível mais fundamental, a matéria é composta de dois tipos de partículas: léptons, como o elétron, e quarks, que se combinam para formar prótons, nêutrons e outras partículas compostas. De acordo com o modelo padrão da física de partículas, tanto léptons quanto quarks se enquadram em três gerações de massa crescente. Caso contrário, os dois tipos de partículas são distintos. Mas algumas teorias que estendem o Modelo Padrão prevêem a existência de novas partículas chamadas leptoquarks que unificariam quarks e leptons ao interagir com ambos.

Em um novo artigo, a colaboração CMS relata os resultados de sua última pesquisa por leptoquarks que interagiriam com quarks e leptons de terceira geração (os quarks top e bottom, o tau lepton e o tau neutrino). Esses leptoquarks de terceira geração são uma explicação possível para uma série de tensões com o Modelo Padrão (ou "anomalias"), que foram vistas em certas transformações de partículas chamadas mésons B, mas ainda precisam ser confirmadas. Há, portanto, uma razão adicional para caçar essas partículas hipotéticas.

A equipe do CMS procurou leptoquarks de terceira geração em uma amostra de dados de colisões próton-próton que foram produzidos pelo Large Hadron Collider (LHC) a uma energia de 13 TeV e foram registrados pelo experimento CMS entre 2016 e 2018. Especificamente, a equipe procurou por pares de leptoquarks que se transformam em um quark superior ou inferior e um tau lepton ou neutrino tau, bem como por leptoquarks únicos que são produzidos junto com um neutrino tau e se transformam em um quark superior e um tau lepton.

Os pesquisadores do CMS não encontraram nenhuma indicação de que tais leptoquarks foram produzidos nas colisões. No entanto, eles foram capazes de definir limites inferiores em sua massa: eles descobriram que tais leptoquarks precisariam ter pelo menos 0,98-1,73 TeV em massa, dependendo de seu spin intrínseco e da força de sua interação com um quark e um leptão. Esses limites são alguns dos mais estreitos até então em leptoquarks de terceira geração e permitem que parte da faixa de massa do leptoquark que poderia explicar as anomalias do méson B seja excluída.

A busca por leptoquarks continua.

 

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