Cientistas trabalhando perto de Chicago dizem estar perto de comprovar a existência de uma quinta força da natureza. Eles afirmam ter encontrado mais evidências de que partículas subatômicas conhecidas como múons não estariam se comportando conforme os princípios mais aceitos da física subatômica.
Eles acreditam que uma força desconhecida estaria agindo sobre os múons. Mais dados são necessários para confirmar esses resultados, mas, se comprovados, podem marcar o início de uma nova revolução na física.
Todas as forças que experimentamos todos os dias podem ser reduzidas a apenas quatro categorias: gravidade, eletromagnetismo, força nuclear forte e força nuclear fraca.
Essas quatro forças fundamentais determinam como todos os objetos e partículas do Universo interagem uns com os outros.
As pesquisas, conduzidas no Fermilab, um centro com um acelerador de partículas, partem de resultados anunciados em 2021, quando a equipe sugeriu pela primeira vez a possibilidade de uma quinta força da natureza.
Desde então, eles reuniram mais dados que reduziram consideravelmente as incerteza sobre as medições originais, de acordo com Brendan Casey, cientista sênior do Fermilab.
"Estamos realmente explorando um novo território. Estamos determinando as (medidas) com uma precisão melhor do que nunca."
Em um experimento com o nome "g menos dois (g-2)", os pesquisadores aceleram as partículas subatômicas, os múons, em torno de um anel de 15 metros de diâmetro, onde circulam cerca de 1.000 vezes quase à velocidade da luz.
Os pesquisadores descobriram que essas partículas podem estar se comportando de uma maneira que não pode ser explicada pela teoria atual, o chamado Modelo Padrão, por causa da influência de uma "nova força" da natureza.
Embora as evidências sejam fortes, a equipe do Fermilab ainda não obteve provas conclusivas.
Eles esperavam obtê-las agora, mas as incertezas sobre como o modelo padrão explica os movimentos e oscilações de múons aumentaram devido a avanços na física teórica.
Em essência, é como se, para a física experimental, as traves do gol tivessem sido movidas para outro lugar.
Os pesquisadores acreditam que essa incerteza teórica terá diminuído e que haverá dados suficientes em dois anos para que alcancem seu objetivo.
Dito isso, uma equipe rival europeia, do Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Suíça, espera chegar a esses resultados primeiro.
O cientista Mitesh Patel, do Imperial College, de Londres, está entre os físicos do LHC que estão tentando encontrar falhas no Modelo Padrão.
Ele disse à BBC que encontrar resultados experimentais em desacordo com o modelo padrão seria um dos maiores avanços da física.
Medir o comportamento que não concorda com as previsões do Modelo Padrão é o Santo Graal para a física de partículas. Seria o gatilho para uma revolução em nossa compreensão, porque o modelo resistiu a todos os testes experimentais por mais de 50 anos", diz o cientista.
O Fermilab diz que seu próximo conjunto de resultados será "o confronto final" entre teoria e experimento que pode revelar novas partículas ou forças.
Então, o que é o Modelo Padrão e por que obter um resultado experimental que não se encaixa em suas previsões é tão importante?
Tudo no mundo ao nosso redor é feito de átomos - que por sua vez são feitos de partículas ainda menores. Estas interagem para criar as quatro forças da natureza: eletricidade e magnetismo (eletromagnetismo), duas forças nucleares e gravidade.
Por 50 anos, o Modelo Padrão previu com perfeição o comportamento dessas partículas.
Os múons são semelhantes aos elétrons que orbitam os átomos e são responsáveis pelas correntes elétricas, mas são cerca de 200 vezes mais massivos.
No experimento, foram usados poderosos imãs supercondutores para fazer os múons oscilarem.
Os resultados mostraram que os múons oscilaram mais rápido do que o previsto pelo Modelo Padrão. O professor Graziano Venanzoni, da Universidade de Liverpool, que é um dos principais pesquisadores do projeto, disse à BBC que isso pode ter sido causado por uma nova força desconhecida.
Achamos que pode existir outra força, algo que não conhecemos agora. É algo diferente, que chamamos de 'quinta força'. É algo diferente, algo que ainda não sabemos, mas deve ser importante, porque diz algo novo sobre o Universo", explica.
Se confirmado, isso representaria sem dúvida um dos maiores avanços científicos nos últimos 100 anos, desde as teorias da relatividade de Albert Einstein. Isso ocorre porque uma quinta força e quaisquer partículas associadas a ela não fazem parte do Modelo Padrão da física de partículas.
Os pesquisadores sabem que existe o que eles descrevem como "física além do Modelo Padrão" por aí, porque a teoria atual não consegue explicar vários dos fenômenos que os astrônomos observam no espaço.
Isso inclui o fato de as galáxias estarem acelerando sua expansão - e os cientistas acreditam que esta aceleração está sendo impulsionada por uma força desconhecida, chamada energia escura.
As galáxias também estão girando mais rápido do que deveriam, de acordo com nossa compreensão de quanta matéria existe nelas. Os pesquisadores acreditam que isso acontece por causa de partículas invisíveis chamadas de matéria escura, que novamente não fazem parte do Modelo Padrão.
Os resultados foram publicados no Journal Physical Review Letters.
Todas as forças que experimentamos todos os dias podem ser reduzidas a apenas quatro categorias: gravidade, eletromagnetismo, força nuclear forte e força nuclear fraca.
Essas quatro forças fundamentais determinam como todos os objetos e partículas do Universo interagem uns com os outros.
As pesquisas, conduzidas no Fermilab, um centro com um acelerador de partículas, partem de resultados anunciados em 2021, quando a equipe sugeriu pela primeira vez a possibilidade de uma quinta força da natureza.
Desde então, eles reuniram mais dados que reduziram consideravelmente as incerteza sobre as medições originais, de acordo com Brendan Casey, cientista sênior do Fermilab.
"Estamos realmente explorando um novo território. Estamos determinando as (medidas) com uma precisão melhor do que nunca."
Em um experimento com o nome "g menos dois (g-2)", os pesquisadores aceleram as partículas subatômicas, os múons, em torno de um anel de 15 metros de diâmetro, onde circulam cerca de 1.000 vezes quase à velocidade da luz.
Os pesquisadores descobriram que essas partículas podem estar se comportando de uma maneira que não pode ser explicada pela teoria atual, o chamado Modelo Padrão, por causa da influência de uma "nova força" da natureza.
Embora as evidências sejam fortes, a equipe do Fermilab ainda não obteve provas conclusivas.
Eles esperavam obtê-las agora, mas as incertezas sobre como o modelo padrão explica os movimentos e oscilações de múons aumentaram devido a avanços na física teórica.
Em essência, é como se, para a física experimental, as traves do gol tivessem sido movidas para outro lugar.
Os pesquisadores acreditam que essa incerteza teórica terá diminuído e que haverá dados suficientes em dois anos para que alcancem seu objetivo.
Dito isso, uma equipe rival europeia, do Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Suíça, espera chegar a esses resultados primeiro.
O cientista Mitesh Patel, do Imperial College, de Londres, está entre os físicos do LHC que estão tentando encontrar falhas no Modelo Padrão.
Ele disse à BBC que encontrar resultados experimentais em desacordo com o modelo padrão seria um dos maiores avanços da física.
Medir o comportamento que não concorda com as previsões do Modelo Padrão é o Santo Graal para a física de partículas. Seria o gatilho para uma revolução em nossa compreensão, porque o modelo resistiu a todos os testes experimentais por mais de 50 anos", diz o cientista.
O Fermilab diz que seu próximo conjunto de resultados será "o confronto final" entre teoria e experimento que pode revelar novas partículas ou forças.
Então, o que é o Modelo Padrão e por que obter um resultado experimental que não se encaixa em suas previsões é tão importante?
Tudo no mundo ao nosso redor é feito de átomos - que por sua vez são feitos de partículas ainda menores. Estas interagem para criar as quatro forças da natureza: eletricidade e magnetismo (eletromagnetismo), duas forças nucleares e gravidade.
Por 50 anos, o Modelo Padrão previu com perfeição o comportamento dessas partículas.
Os múons são semelhantes aos elétrons que orbitam os átomos e são responsáveis pelas correntes elétricas, mas são cerca de 200 vezes mais massivos.
No experimento, foram usados poderosos imãs supercondutores para fazer os múons oscilarem.
Os resultados mostraram que os múons oscilaram mais rápido do que o previsto pelo Modelo Padrão. O professor Graziano Venanzoni, da Universidade de Liverpool, que é um dos principais pesquisadores do projeto, disse à BBC que isso pode ter sido causado por uma nova força desconhecida.
Achamos que pode existir outra força, algo que não conhecemos agora. É algo diferente, que chamamos de 'quinta força'. É algo diferente, algo que ainda não sabemos, mas deve ser importante, porque diz algo novo sobre o Universo", explica.
Se confirmado, isso representaria sem dúvida um dos maiores avanços científicos nos últimos 100 anos, desde as teorias da relatividade de Albert Einstein. Isso ocorre porque uma quinta força e quaisquer partículas associadas a ela não fazem parte do Modelo Padrão da física de partículas.
Os pesquisadores sabem que existe o que eles descrevem como "física além do Modelo Padrão" por aí, porque a teoria atual não consegue explicar vários dos fenômenos que os astrônomos observam no espaço.
Isso inclui o fato de as galáxias estarem acelerando sua expansão - e os cientistas acreditam que esta aceleração está sendo impulsionada por uma força desconhecida, chamada energia escura.
As galáxias também estão girando mais rápido do que deveriam, de acordo com nossa compreensão de quanta matéria existe nelas. Os pesquisadores acreditam que isso acontece por causa de partículas invisíveis chamadas de matéria escura, que novamente não fazem parte do Modelo Padrão.
Os resultados foram publicados no Journal Physical Review Letters.
Fonte: BBC NEWS
