Violação de CP grande no D0

A uns 20 dias atrás, o D0 divulgou um novo resultado de medida da assimetria na produção de eventos com dois muons de cargas iguais. Essa é uma medida interessante porque essa assimetria existe na presença de violação da simetria de CP, que no Modelo Padrão é bem pequena, mas por diversos motivos espera-se que seja muito maior. Um exemplo relevante é as condições de Sakharov para que haja predominânica de bárions sobre anti-bárions na bariogênese do universo primordial.

O resultado é mostrado abaixo:

Se você quer saber o que esse gráfico significa e o que cada faixa representa, pode acessar o artigo abaixo:

Evidence for an anomalous like-sign dimuon charge asymmetry

Houve muita empolgação com esse resultado. Em grande parte pelas consequências físicas que ele pode indicar, mas também em parte porque há um grande desacordo com o Modelo Padrão. E uma das maiores diversões hoje em dia é tentar adivinhar qual vai ser a extensão do modelo padrão e quando que ela vai aparecer nos experimentos.

Houve também uma recepção muito cética por parte de alguns cientistas. Alguns blogueiros pop stars deram suas opiniões:

• Marketing CP violation (Cosmic Variance)
• CDF refutes D0 claims about CP violation (Reference Frame)

A crítica comum aos dois aí em cima é que o CDF não viu essa assimetria. Isso não é completamente verdade. A verdade é que o CDF não consegue ver essa assimetria por causa de incertezas sistemáticas na medida. A principal fonte de incerteza nessa medida, como é fácil imaginar, são assimetrias no próprio detector. Isso porque a maneira como se mede a carga da partícula é fazer a interação dentro de um solenoide com campo magnético bem forte e ver em que direção sua propagação se curva. No caso de muons especificamente ainda há uma série de detectores mais externos num campo magnético toroidal. O D0, para lidar com esse problema, inverte a polaridade do campo magnético de tempos em tempos enquanto está colhendo os dados. O CDF não faz isso.

Uma crítica um pouco mais bem elaborada pode ser encontrada em alguns artigos que já comentam o resultado, por exemplo:

CP violation in Bs mixing from heavy Higgs exchange

A expectativa baseada no Modelo Padrão (ou, mais precisamente, em estudos que consideram o Modelo Padrão como um Effective Field Theory em que os dados já medidos são usados como vínculos para os termos de dimensão superior que violam essa simetria) é que, se houver uma quebra maior do que a prevista, ela não seja tão maior assim. Ou seja, se for introduzido esse tipo de prior na análise, é provável que o resultado mude, mas é difícil dizer quanto sem alguém quantificar esse efeito.

Enquanto isso, vocês podem se divertir com mais um exemplo de manchete exagerada na mídia não-científica:

A New Clue to Explain Existence