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Uma transformação de partículas tão rara que ocorre apenas uma vez em cada 10 bilhões de casos aproximou os cientistas da investigação do zeptoverso, nome dado a uma escala da natureza muito menor que um átomo. Uma equipe liderada pela Universidade de Cambridge, no Reino Unido, encontrou evidências do processo após uma busca que começou há mais de quatro décadas.
O resultado foi divulgado em três de novembro e vem do LHCb, um dos experimentos do Grande Colisor de Hádrons, conhecido pela sigla LHC. Instalado no CERN, próximo a Genebra, o equipamento produz colisões de alta energia que permitem estudar os componentes da matéria.
O avanço oferece uma maneira de procurar sinais de partículas ainda desconhecidas. Elas poderiam ajudar a responder perguntas sobre a matéria escura e sobre como a matéria surgiu durante o Big Bang.
O termo se refere ao mundo das distâncias medidas em zeptômetros. Um zeptômetro corresponde a um trilionésimo de um bilionésimo de metro, ou 0,000000000000000000001 metro. Trata-se de uma escala de tamanho, e não de um universo separado.
Segundo o comunicado de Cambridge, o LHC consegue investigar diretamente distâncias de cerca de 100 zeptômetros. Os pesquisadores, porém, querem explorar escalas ainda menores, nas quais poderiam existir partículas que os instrumentos atuais não conseguem detectar diretamente.
Para avançar, a equipe observa como partículas conhecidas se transformam. A ideia é identificar possíveis efeitos de partículas desconhecidas sobre processos que já podem ser medidos, como a frequência de determinada transformação.
O trabalho se concentrou em partículas que contêm um quark do tipo beauty. Os quarks são componentes da matéria, e os do tipo beauty são parentes dos quarks que formam a matéria dos átomos.
Produzidas nas colisões do LHC, as partículas estudadas duram aproximadamente um trilionésimo e meio de segundo antes de se transformar em outras. Na física, o processo recebe o nome de decaimento.
A equipe encontrou evidências de um decaimento especialmente raro, conhecido como “Bd para mu mu”, que produz um múon e um antimúon. Foi a primeira vez que um único experimento reuniu evidências dessa transformação.
“Os físicos procuram por este tipo raro de decaimento desde 1984, antes de eu nascer”, afirmou Harry Cliff, do Laboratório Cavendish de Cambridge, que liderou a equipe de análise, no comunicado da universidade.
A raridade torna o processo particularmente útil: partículas desconhecidas poderiam alterar a frequência com que ele acontece. Medir essa frequência com precisão permite comparar o comportamento observado com as previsões da física.
Uma atualização do LHCb em 2024 ampliou as possibilidades de encontrar o decaimento. A equipe analisou dados de 2024 e 2025 e utilizou técnicas de aprendizado de máquina para separar os sinais procurados de outros processos registrados pelo detector.
Os resultados foram combinados com dados coletados entre 2011 e 2018. A análise atingiu o nível estatístico aceito como evidência do fenômeno, segundo a universidade.
As medições concordam com o Modelo Padrão, a teoria que descreve as partículas fundamentais e suas interações. Portanto, o resultado não representa a descoberta de novas partículas, mas oferece uma ferramenta para procurar a influência delas em escalas cada vez menores.
Uma nova atualização do experimento, prevista para meados da década de 2030, poderá multiplicar por 10 a velocidade de coleta de dados. Com mais registros, os pesquisadores pretendem medir o decaimento com maior precisão e aprofundar a investigação do zeptoverso.
