{"id":26545,"date":"2016-03-08T00:32:53","date_gmt":"2016-03-08T00:32:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=26545"},"modified":"2016-03-08T15:48:18","modified_gmt":"2016-03-08T15:48:18","slug":"pesquisador-da-usp-determina-valor-da-constante-de-acoplamento-forte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2016\/03\/08\/pesquisador-da-usp-determina-valor-da-constante-de-acoplamento-forte\/","title":{"rendered":"Pesquisador da USP determina valor da constante de acoplamento forte"},"content":{"rendered":"

A constante de acoplamento forte, que conecta quarks e gl\u00faons, dando origem a h\u00e1drons, como os pr\u00f3tons e os n\u00eautrons, \u00e9 um dos par\u00e2metros fundamentais da f\u00edsica. <\/p>\n

Seu valor, determinado pela equipe do professor Diogo Boito, da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), acaba de ser acolhido pelo PDG (Particle Data Group), a rede internacional que estabelece as medidas de v\u00e1rias grandezas f\u00edsicas. <\/p>\n

Esquema do decaimento do l\u00e9pton tau, que decai em um neutrino e em um b\u00f3son W (em azul). Os quarks s\u00e3o produzidos pelo W e interagem fortemente (bolha rosa), formando os h\u00e1drons que s\u00e3o detectados (pions e k\u00e1ons). O processo possibilita determinar um valor para a constante de acoplamento forte.[Imagem: Diogo Boito<\/strong><\/em>]<\/p>\n

“A intera\u00e7\u00e3o entre quarks e gl\u00faons \u00e9 descrita pela Cromodin\u00e2mica Qu\u00e2ntica (ou QCD, sigla de Quantum Cromodynamics). E, nessa teoria, a constante de acoplamento forte, αs (alpha_s), desempenha papel fundamental. Mas, como essa constante n\u00e3o pode ser medida diretamente, v\u00e1rios grupos de pesquisadores procuram determin\u00e1-la de modo indireto, confrontando as predi\u00e7\u00f5es te\u00f3ricas com diferentes dados experimentais. Nosso valor foi obtido por meio do decaimento do l\u00e9pton tau,” explicou Boito. <\/p>\n

Intera\u00e7\u00e3o forte <\/p>\n

A intera\u00e7\u00e3o forte \u00e9 a mais poderosa for\u00e7a conhecida. Em uma situa\u00e7\u00e3o t\u00edpica, essa intera\u00e7\u00e3o chega a ser centenas de vezes maior do que a da intera\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica e at\u00e9 1011 vezes maior que a intera\u00e7\u00e3o fraca e 1039 vezes maior que a intera\u00e7\u00e3o gravitacional. <\/p>\n

Por isso, os quarks e os gl\u00faons ficam confinados nos volumes diminutos dos h\u00e1drons (da ordem de 10-13 cent\u00edmetros), e n\u00e3o podem ser encontrados livremente na natureza. “Esse confinamento \u00e9 um dos fatores que tornam t\u00e3o dif\u00edcil a determina\u00e7\u00e3o da constante de acoplamento forte”, explicou Boito. <\/p>\n

O recurso utilizado pela equipe foi trabalhar com dados obtidos no decaimento do l\u00e9pton tau (Τ). Essa part\u00edcula \u00e9 da mesma natureza do el\u00e9tron, por\u00e9m possui massa aproximadamente 3.500 vezes maior. Ela \u00e9 produzida nos grandes aceleradores de part\u00edculas, por exemplo pela colis\u00e3o de el\u00e9tron e antiel\u00e9tron, e dura, em m\u00e9dia, apenas 2,9×10-13 segundo. Ao decair, o tau produz v\u00e1rias part\u00edculas de massa menor. Em um dos decaimentos poss\u00edveis s\u00e3o produzidos, entre outras part\u00edculas, o quark para cima (up) e o quark para baixo (down), que interagem fortemente. <\/p>\n

Foi esse tipo de decaimento que possibilitou determinar, indiretamente, um valor para αs. <\/p>\n

Liberdade assint\u00f3tica <\/p>\n

Um aspecto singular dessa determina\u00e7\u00e3o decorreu do fato de a massa do tau ser relativamente baixa. Isso fez com que fosse poss\u00edvel verificar uma previs\u00e3o te\u00f3rica conhecida como “liberdade assint\u00f3tica”, que deu o Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica de 2004 a David Gross, David Politzer e Frank Wilczek. <\/p>\n

Segundo essa previs\u00e3o, o valor de alpha_s \u00e9 menor em energias mais altas e maior em energias mais baixas – ou seja, o valor n\u00e3o \u00e9 propriamente constante. “Nossa determina\u00e7\u00e3o contribui para corroborar essa previs\u00e3o na regi\u00e3o de energias baixas,” afirmou o pesquisador. <\/p>\n

Como a determina\u00e7\u00e3o pode ser feita tamb\u00e9m de outras maneiras, valores ligeiramente diferentes s\u00e3o obtidos por diversos grupos de pesquisa. As determina\u00e7\u00f5es s\u00e3o avaliadas pelos especialistas do PDG e, quando consideradas consistentes, seus valores s\u00e3o incorporados ao rol acolhido pela colabora\u00e7\u00e3o internacional. A partir desse rol, o PDG publica um valor m\u00e9dio internacional, que serve de refer\u00eancia para todos os pesquisadores da \u00e1rea e que \u00e9 atualizado a cada dois anos. <\/p>\n

A constante de acoplamento forte \u00e9 um n\u00famero puro, adimensional. O \u00faltimo valor m\u00e9dio, publicado em fevereiro de 2016, que agrega o resultado de Boito e colaboradores, foi de 0,1181 \u00b1 0,0013. <\/p>\n

Bibliografia: <\/p>\n

Strong coupling from the revised ALEPH data for hadronic Τ decays
\nDiogo Boito, Maarten Golterman, Kim Maltman, James Osborne, Santiago Peris
\nVol.: 91, 034003
\nDOI: 10.1103\/PhysRevD.91.034003<\/em><\/p>\n

Autor: Ag\u00eancia Fapesp<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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