Experimento STAR detecta antialfas em colisões Au+Au
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Depois de exatamente cem anos da descoberta do núcleo atômico por Rutherford, bombardeando partículas alfa (núcleos de hélio-4) em átomos de ouro, o experimento
STAR, localizado no RHIC, nos EUA, mediu, pela primeira vez, partículas de antialfa, a antimatéria correspondente da partícula alfa. Antimatéria teve sua existência prevista por Dirac no final da década de 1920 e, desde então, partículas de antimatéria têm sido observadas em vários experimentos, desde o pósitron, poucos anos depois dessa previsão, até núcleos de anti-hidrogênio, em meados de 1990. Antialfas correspondem às partículas de antimatéria mais pesadas já observadas pelo homem. Esse trabalho, que consta com a participação do nosso grupo de pesquisa, foi publicado nesse domingo na revista
Nature.
Colisão Au+Au no experimento STAR. A linha em vermelho corresponde a uma antipartícula alfa.
A figura acima mostra um evento real medido pelo experimento STAR onde uma partícula de antialfa foi identificada (linha vermelha nessa figura). No total foram encontradas 18 dessas partículas (em meio a trilhões de outras partículas) em mais de um bilhão de colisões entre núcleos de ouro com velocidade de aproximadamente 99,995% da velocidade da luz.
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Hoje (na verdade, há alguns dias) o Tevatron, no Fermilab, nos presenteia com uma possível grande descoberta. Análises dos dados do experimento CDF (
arXiv:1104.0699v1) mostram um sinal de aproximadamente 3σ de significância em uma região de massa próxima à 150 GeV/c
2. Vem até em um momento conveniente meu, quando discuto com meus alunos a importância de uma análise estatística na confiabilidade dos dados para fazer uma descoberta científica. A figura importante desse trabalho está mostrada logo abaixo.
A figura da esquerda é o sinal bruto, que corresponde à massa invariante de di-jatos medidos pelo experimento em associação a um bóson W. Note o pequeno excesso, em relação ao fundo calculado, em torno de 150 GeV/c
2. Depois que esse fundo é subtraído (figura da direita), nota-se um pico estatisticamente significativo que, nessa figura, é ajustado por uma gaussiana. Se verdadeiro, corresponde à descoberta de uma nova partícula. Mas que partícula seria essa?
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