Uma equipe internacional iniciou o experimento MACE para detectar uma rara transformação de muônio em sua contraparte de antimatéria, antimuônio. Esse processo, se observado, desafiaria o Modelo Padrão da física de partículas ao violar a conservação do sabor leptônico. O projeto visa melhorar vastamente as buscas anteriores realizadas há mais de duas décadas.
Liderado por pesquisadores da Universidade Sun Yat-sen e do Instituto de Física Moderna da Academia Chinesa de Ciências, o experimento MACE visa um evento esquivo em que o muônio — um sistema fugaz de um múon positivo ligado a um elétron — se converte espontaneamente em antimuônio. Tal descoberta sinalizaria nova física além do Modelo Padrão, potencialmente revelando forças ou partículas desconhecidas em escalas de energia elevadas. A equipe de pesquisa descreve a conversão como 'uma sonda limpa e única de nova física no setor leptônico'. Eles enfatizam sua sensibilidade a modelos específicos, notando: 'Diferentemente de outros processos de violação de sabor leptônico carregado, essa conversão é sensível a modelos ∆Lℓ = 2 que são fundamentalmente distintos e poderiam revelar física inacessível a outros experimentos'. A última tentativa de observar esse efeito ocorreu em 1999 no Instituto Paul Scherrer, na Suíça. O MACE busca aumentar a sensibilidade em mais de cem vezes, mirando probabilidades de conversão em torno de 10^{-13}. Isso requer inovações como um feixe de múons superficiais de alta intensidade, um alvo de aerogel de sílica para produção de muônio e detectores avançados para distinguir sinais do ruído de fundo. 'Nosso design integra feixe avançado, alvo de produção de muônio e tecnologia de detecção para isolar o sinal de fundos formidáveis', afirma a equipe. 'Isso torna o MACE um dos experimentos de baixa energia mais sensíveis em busca de violação de sabor leptônico'. Em sua Fase I inicial, o MACE também investigará outras decaimentos raros, como muônio em dois fótons e múon em elétron mais dois fótons, com precisão sem precedentes. Um resultado positivo poderia desvendar física em energias de 10 a 100 TeV, comparáveis às de colisores planejados. Além de insights fundamentais, as tecnologias do experimento — incluindo sistemas de pósitrons de baixa energia e detectores de alta resolução — prometem aplicações em ciência de materiais e pesquisa médica. Hospedado no ecossistema de pesquisa de Huizhou, ao lado de instalações como a Instalação de Acelerador de Íons Pesados de Alta Intensidade e o Sistema Impulsionado por Acelerador da Iniciativa China, o MACE reforça o papel da China na física de partículas global. Como a equipe coloca: 'Não estamos apenas construindo um experimento; estamos abrindo uma nova janela para as leis da natureza'.
