Uma partícula procurada pela física há quase 50 anos ganhou a evidência experimental mais forte até agora. Pesquisadores da colaboração internacional BESIII concluíram que a X(2370) – rara partícula exótica subatômica, observada em um acelerador na China, tem como componente dominante uma glueball, estrutura formada por glúons – partículas que medem uma força nuclear forte.
O resultado foi apresentado em 06 de agosto, durante a Conferência Internacional de Física de Altas Energias (ICHEP 2026), realizada no Brasil. O estudo que detalha as novas evidências foi disponibilizado no repositório científico arXiv e ainda é um preprint, ou seja, não havia passado por revisão por pares no momento da divulgação.
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Afinal, o que é uma glueball?
Prótons e nêutrons são formados por partículas menores chamadas quarks. Quem mantém os quarks unidos são os glúons, responsáveis por transmitir a chamada interação forte, uma das quatro forças fundamentais da natureza.
A particularidade é que os glúons também podem interagir entre si. Por isso, a física prevê que eles sejam capazes de se unir e formar uma partícula. A estrutura recebeu o nome de glueball, algo como “bola de cola” em tradução livre.
A existência das glueballs é prevista pela cromodinâmica quântica (QCD), teoria que explica como quarks e glúons interagem. Apesar de décadas de buscas, nenhuma havia sido identificada experimentalmente de forma conclusiva.
Investigação de 15 anos
A X(2370) foi descoberta pelo próprio experimento BESIII em 2011, durante análises de transformações da partícula J/ψ. Desde então, os cientistas tentam descobrir sua verdadeira composição.
Em 2024, após analisar uma amostra muito maior, de 10 bilhões de eventos J/ψ, a equipe conseguiu determinar propriedades importantes da X(2370), como seu spin e sua paridade — características usadas pelos físicos para identificar e diferenciar partículas. Tanto tais propriedades quanto a massa estavam de acordo com previsões teóricas para um tipo específico de glueball.
Agora, os pesquisadores acrescentaram uma evidência considerada fundamental. Ao estudar novas formas pelas quais a X(2370) pode se transformar em outras partículas, eles identificaram sua natureza de “singlete de sabor”. Em termos simples, significa que seu comportamento não favorece um tipo específico de quark, uma característica importante esperada para uma glueball.
O conjunto de evidências reunido pelo BESIII mostra que:
- A massa da X(2370) coincide com previsões teóricas para uma glueball;
- Seu spin e sua paridade também são compatíveis com o previsto;
- Ela é produzida em grande quantidade em transformações da J/ψ, consideradas favoráveis à formação de estados ricos em glúons;
- Seus padrões de transformação apresentam características esperadas para uma glueball;
- A nova análise indica que a X(2370) é um “singlete de sabor”, característica importante de uma partícula dominada por glúons.
No estudo original, os pesquisadores afirmam que o conjunto de resultados sustenta a conclusão de que o tipo mais leve de glueball com aquelas propriedades é o componente dominante da X(2370). Outras explicações consideradas até agora apresentam maior dificuldade para justificar todas as características observadas.
Encontrar uma partícula dominada por glúons ajudaria a confirmar uma previsão fundamental da teoria que explica a interação forte e permitiria compreender melhor o comportamento das partículas responsáveis por manter a matéria unida.
O Instituto de Física de Altas Energias da Academia Chinesa de Ciências classifica o resultado como a evidência experimental mais clara obtida em quase 50 anos de buscas por glueballs.
O estudo científico, porém, adota uma formulação mais cautelosa e sustenta que a glueball é o componente dominante da X(2370), em vez de afirmar que a partícula seja uma glueball pura.