Um trabalho recente da estudante de doutorado do PPGFísica Luana Santana em colaboração com o seu orientador, Prof. Dr. Victor P. Goncalves, e do Prof. Dr. Bruno Moreira (UDESC), sobre a possibilidade de produzir o méson toponium, foi destaque em artigo publicado na Science Magazine, disponível em https://scienmag.com/toponium-hard-wired-for-collisions/.
Mésons são partículas formadas por um par quark-antiquark, estados ligados produzidos em colisores de altas energias como o LHC. Nesse contexto, é possível utilizar as abordagens atuais baseadas na teoria das interações fortes – a Cromodinâmica Quântica – para prever suas taxas de produção e testar a teoria. Uma classe importante de mésons é a formada por quarks pesados como o charm e bottom, que possuem massas de aproximadamente 1,4 e 4,5 GeV, respectivamente, que foram amplamente estudados nos últimos anos. Por outro lado, até recentemente, acreditava-se que mésons formados por quarks top, com massa em torno de 172 GeV, não eram possíveis de serem formados, dado o seu rápido decaimento. Tal crença alterou-se com os dados obtidos no último ano pelas colaborações ATLAS e CMS do Grande Colisor de Hádrons, as quais indicam a formação de um méson escalar (com spin 0) formado por um top e um antitop, denominado toponium, o qual seria o méson mais pesado existente na Natureza. Tais observações motivaram inúmeros trabalhos científicos neste tema de fronteira.
No trabalho publicado na European Physical Journal C, disponível em https://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-025-15177-8, os pesquisadores da UFPel e UDESC, analisaram, pela primeira vez, a produção de toponium vetorial (com spin 1) em processos nos quais as partículas incidentes permanecem intactas na colisão, denominados processos exclusivos. No artigo, foram calculadas as seções de choque de produção de toponium para diferentes energias de colisão. À medida que a energia do acelerador aumenta, a probabilidade de produção também cresce, o que torna este processo uma importante alternativa para observar pela primeira vez o estado vetorial do toponium. Além disso, os resultados apontam caminhos para que este estado seja separado experimentalmente. Essa interação entre teoria e experimento impulsiona o progresso da física de altas energias.
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