Tudo que vemos à nossa volta, na Terra ou em qualquer outro lugar do Universo, é feito por apenas três componentes, três partículas elementares: o elétron e os quarks u e d. Os quarks são partículas muito estranhas, pois nunca podem ser observadas isoladamente. Além disso, têm uma carga elétrica que é apenas uma fração da carga do elétron. As partículas elementares (pontinhos de matéria) já existiam no Universo primordial. Em dado momento naquele passado remoto, os quarks, que sempre se atraem muito fortemente, organizaram-se em estruturas mais complexas: prótons e nêutrons. Estes capturaram os elétrons e formaram os primeiros átomos, basicamente hidrogênio e hélio. Os átomos de hidrogênio dos nossos corpos foram criados nesse momento e, desde então, passaram por um sem-número de etapas antes de chegar até nós.
A matéria evolui em direção à complexidade. Mas não há uma receita pré-estabelecida, o motor dessa evolução é simplesmente o acaso. Estruturas mais complexas foram formadas a partir de outras mais simples – átomos, moléculas, rochas, células, etc. – e assim chegamos a esse mundo maravilhoso em que habitamos e do qual tão mal cuidamos. Na verdade, seria mais correto dizer que tudo é feito dos quarks u e d, elétrons e ordem.
Existem muitas formas de os quarks se combinarem, formando dezenas de partículas compostas diferentes, além de prótons e nêutrons. Em tempo: é importante dizer que para toda partícula há uma antipartícula correspondente. Um quark pode se combinar com um antiquark e formar uma partícula composta, chamada méson. São muito mais comuns, no entanto, as combinações de três quarks, chamadas bárions, dos quais prótons e nêutrons são os exemplos mais conhecidos. Mésons e bárions formam a família dos hádrons, e até o começo deste século, apenas essas duas formas de organização dos quarks eram conhecidas.
Em 2003, uma descoberta casual (descobertas desse tipo são cada vez mais raras) surpreendeu os físicos: uma partícula formada por quatro quarks. A partir de então, nos aceleradores de partículas foram identificadas diferentes combinações de quatro, cinco e seis quarks. Como eram muito diferentes do que se conhecia, deram a essas partículas o nome de hádrons exóticos. Seria mais apropriado, no entanto, dizer que são os novos hádrons.
Na verdade, não há nada de exótico nesses novos estados da matéria. Os quarks se mantêm unidos por uma força chamada força nuclear forte, ou simplesmente interação forte (as outras forças conhecidas são o eletromagnetismo e as interações fracas, estas responsáveis pela radioatividade). Hoje entendemos razoavelmente bem como a interação forte funciona, e pode-se dizer que não há nada que impeça que quarks e antiquarks se combinem das mais variadas formas. Elas apenas não haviam sido observadas. O mundo microscópico é o domínio da Física Quântica. E podemos afirmar que, na Física Quântica, o que não é proibido deve necessariamente existir.
Texto publicado pelo Ippog Brasil em 30/7/2024 e divulgado em parceria com a SBF.