O espectrômetro de Pequim III (BESIII) é um grande detector de física de partículas que opera no Colisor de Elétrons e Pósitrons de Pequim II (BEPCII). Crédito: BESIII/IHEP.
Durante a ICHEP 2026, 43a Conferência Internacional em Física de Altas Energias, que ocorreu pela primeira vez na América Latina, em Natal, de 30 de julho a 5 de agosto, a colaboração internacional BESIII anunciou a evidência experimental mais forte já registrada da existência da glueball (ou "bola de glúons") também conhecida como partícula X(2370). Mas porque isso é tão importante?
Os glúons são partículas que agem como a "cola quântica" que une os quarks para formar prótons e nêutrons, e que por consequência, nos mantém inteiros. O “glueball” é uma partícula composta apenas por gluons e foi predita pela teoria de interação forte há quase 50 anos, sem nunca ter sido descoberta . Mas esse mistério pode ter sido solucionado neste ano!
A colaboração BES III chegou a estas conclusões analisando o decaimento de partículas em mésons J/ψ (J-psi), num projeto que reúne cerca de 700 investigadores de 15 países. O experimento BESIII faz parte de um colisor de partículas em Beijing, na China. Os pesquisadores estudaram partículas produzidas em colisões de alta energia entre elétrons e as suas contrapartes de antimatéria (pósitrons) no acelerador BEPCII.
Pesquisadores da colaboração BESIII estudam essa partícula há muitos anos. Em 2011, obtiveram a sua primeira evidência da existência dessa partícula a partir do seu decaimento em mesons J/ψ (méson J-psi, formado por um quark charm e um antiquark charm) e depois de anos estudando as partículas produzidas no acelerador BEPCII, puderam descobrir novos modos de decaimento das glueballs. Estudar os decaimentos dessa partícula é essencial para entender sua composição.
Os glúons mantêm unidos os quarks que compõem mésons e bárions, e por funcionarem como uma “cola quântica”, seu nome se origina de “glue”, cola em inglês. Mésons e bárions, são tipos de partículas subatômicas chamadas de hádrons, que são formadas por partículas menores chamadas quarks e mantêm sua coesão interna pela interação forte, mediada pelos glúons.
Um exemplo de méson é o méson pi, descoberto por César Lattes, enquanto prótons e nêutrons são bárions.
Em partículas compostas por dois ou três quarks (mésons e bárions), os quarks são mantidos unidos por glúons, as partículas mediadoras da força forte (representadas como molas). A teoria também prevê a existência de "glueballs" (bolas de glúons) — partículas formadas por glúons e pares quark-antiquark (representados como pontos). Crédito: Universidade de Glasgow.
É esperado que glúons também pudessem formar partículas exóticas chamadas “glueballs” (bolas de glúons ou de “cola”), constituídas principalmente por partículas mediadoras de força, representado pelas espirais na imagem. Crédito: Universidade de Glasgow.
A glueball é importante para a teoria da Cromodinâmica Quântica, teoria que descreve a Interação Forte. Essa partícula seria também o único tipo de partícula na natureza, composta apenas inteiramente por mediadores de força! Nenhum tipo de partícula desse tipo na natureza já foi observado experimentalmente.
O físico de partículas e um dos líderes da equipe de pesquisa da Universidade de Nanjing, Jin Shan, afirma:
“Ela não apenas permite que a teoria que descreve as interações fortes passe pelo seu teste mais rigoroso, mas também expande amplamente as fronteiras da nossa compreensão do mundo físico”.
Este é o resultado experimental mais claro de quase 50 anos de buscas por glueballs, verificando a principal previsão teórica de que os glúons podem se ligar para formar um novo tipo de matéria. Mas o que falta para confirmar a existência da nova partícula?
São necessários mais experimentos para confirmar e delimitar melhor as características do “glueball”. Por enquanto, os pesquisadores praticamente descartaram outras explicações, com base na comparação entre suas medições do X(2370) e as previsões teóricas.
O resultado destaca avanços na tecnologia e em técnicas analíticas e mostra como as colaborações mundiais têm ajudado a desvendar mistérios da física, cuja investigação se estende por décadas.
O resultado foi publicado em pré-print e pode ser acessado no link: https://arxiv.org/pdf/2607.20366
Referências: http://bes3.ihep.ac.cn/hi/202608/t20260813_1187889.html
Por Kelly Matsui - Mestranda em Divulgação Científica e Cultural pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Bacharel em Física pela Universidade de São Paulo. Bolsista em Jornalismo Científico pela FAPESP (2020/04867-2), sob orientação de Marcelo Munhoz.
