Física

Cientistas encontram sinais de uma nova força da natureza

A descoberta pode ajudar a explicar mistérios científicos de longa data

Correio Braziliense
postado em 08/04/2021 06:00
 (crédito: Mark Lopez/Argonne National Laboratory)
(crédito: Mark Lopez/Argonne National Laboratory)

Cientistas do Laboratório Nacional de Argonne e do Laboratório Nacional de Aceleração Fermi do Departamento de Energia dos EUA (Fermilab), com colaboradores de 46 outras instituições e sete países, estão conduzindo um experimento para o conhecimento atual do Universo. O primeiro resultado, publicado em quatro revistas científicas, aponta para a existência de partículas ou forças ainda não descobertas. Essa possível nova força da natureza pode ajudar a explicar mistérios científicos de longa data.

“Essas descobertas podem ter implicações importantes para futuros experimentos de física de partículas e podem levar a uma compreensão mais forte de como o Universo funciona”, diz Ran Hong, pesquisador de pós-doutorado em Argonne. O experimento, Múon g-2 (pronuncia-se múon g menos 2), segue aquele que começou nos anos de 1990, no Laboratório Nacional Brookhaven, no qual os cientistas mediram uma propriedade magnética de uma partícula fundamental chamada múon.

O experimento de Brookhaven produziu um resultado diferente do valor previsto pelo modelo padrão, a melhor descrição dos cientistas da composição e do comportamento do Universo. O novo experimento é uma recriação do Brookhaven, construído para desafiar ou afirmar a discrepância com maior precisão.

O modelo padrão prevê, com muita precisão, o fator g do múon — um valor que informa aos cientistas como essa partícula se comporta em um campo magnético. Este fator g é conhecido por estar próximo do valor dois, e os experimentos medem seu desvio de dois, daí o nome múon g-2. O experimento em Brookhaven indicou que g-2 diferia da previsão teórica em algumas partes por milhão. Essa diferença minúscula sugeria a existência de interações desconhecidas entre o múon e o campo magnético — interações que poderiam envolver novas partículas ou forças.

Matéria escura

O primeiro resultado do novo experimento concorda fortemente com o de Brookhaven, reforçando a evidência de que há uma nova física a ser des-coberta. Os resultados combinados do Fermilab e Brookhaven mostram uma diferença do Modelo Padrão com uma significância de 4,2 sigma (ou desvios padrão), um pouco menos do que os 5 sigma que os cientistas exigem para reivindicar uma descoberta, mas, ainda assim, são evidências convincentes de uma nova física. A chance de que os resultados sejam uma flutuação estatística é de cerca de 1 em 40 mil.

Partículas além do modelo padrão podem ajudar a explicar fenômenos intrigantes na física, como a natureza da matéria escura, uma substância misteriosa e difusa que os físicos sabem que existe, mas ainda precisam detectar. “Esse é um resultado incrivelmente empolgante”, disse Ran Hong de Argonne. “Essas descobertas podem ter implicações importantes para futuros experimentos de física de partículas e podem levar a uma compreensão mais forte de como o Universo funciona.”

Como a gravidade

A gravidade é uma das mais conhecidas forças fundamentais da natureza. De forma simplificada, essa força de atração faz com que os objetos sejam puxados para o centro do planeta. Assim, os objetos caem no chão e aqueles muito pesados se comportam como se estivessem colados nele.

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