Partícula minúscula pode revolucionar as teorias da física moderna

Dan Vergano
USA Today

Uma equipe de pesquisadores está levantando dúvidas a respeito de uma venerável teoria da física.

No Laboratório Nacional Brookhaven, em Nova York, a equipe internacional "Muon g-2" divulgou resultados que podem expor uma falha no chamado Modelo Padrão das Partículas Físicas, que há mais de 30 anos é um fundamento do pensamento científico.

No ano passado, parecia que a equipe conseguira resultados inéditos. Porém, outros cálculos teóricos lançaram dúvidas sobre as medições realizadas.

O Modelo Padrão apresenta a lista de partículas atômicas e subatômicas que compõe o universo e explica como elas interagem. Além disso, ele explica três das quatro forças do universo -- as forças forte e fraca (que mantêm os átomos unidos) e a força eletromagnética --, mas não a quarta força, a gravidade.

Agora, a equipe repetiu a sua tentativa, realizando uma medição quatro vezes mais precisa, e mais uma vez descobriu um desvio das previsões do Modelo Padrão. "Estou cautelosamente otimista quanto à possibilidade de termos realmente encontrado algo de novo na nossa experiência", afirma o porta-voz da equipe, Lee Roberts, da Universidade de Boston.

Com dados que levaram dois anos para serem analisados, a experiência envolveu muons, partículas subatômicas que têm vida curta e que são "primas" mais pesadas dos elétrons. Assim como todas as partículas subatômicas, os muons possuem um alinhamento magnético intrínseco, ou "spin", que muda sutilmente de posição à medida que a partícula gira. Em tese, o Modelo Padrão prevê essa mudança com grande precisão.

No entanto, lançando uma corrente de muons em um anel magnético, a 99,94% da velocidade da luz, a equipe descobriu uma pequena, mas notável, mudança no spin, que diferiu das previsões da teoria, da mesma forma como aconteceu no ano passado.

O resultado não é definitivo, de acordo com a equipe, e novos exames das previsões da teoria continuam a ser feitos, mas "o novo resultado é consistente com a presença de efeitos externos ao Modelo Padrão", diz Roberts.

"Se houver um desvio real, ele é extremamente importante", diz o físico Gordon Kane, da Universidade de Michigan em Ann Arbor, que não faz parte da equipe. Diferenças entre a experiência e a teoria podem revelar que o universo contém as, ainda não descobertas, partículas "superpartner", que são as correspondentes simétricas às partículas subatômicas do Modelo Padrão.

Aqueles que procuram explicar as lacunas existentes no Modelo Padrão vêem essas partículas simétricas como chaves para as suas teorias, conhecidas por "Super-Simetria" ou "Teoria-M". Eles afirmam que todas as partículas subatômicas do Modelo Padrão possuem "gêmeos" mais energéticos, o que poderia ajudar a explicar a gravidade e outros mistérios, como a "matéria escura" -- o material invisível que envolve todas as galáxias.

A equipe Muon g-2 planeja apresentar formalmente os seus resultados esta semana, na Conferência Internacional de Física Atômica, em Cambridge, Massachusetts, assim como em uma conferência em Amsterdã.

Novas checagens das previsões do Modelo Padrão sobre o spin do muon devem ser finalizadas dentro de seis meses. Segundo cálculos atuais, existe uma chance da existência de 1% de erro no desvio descoberto. "Esse é um valor alto segundo os cálculos atuais mas, para esse tipo de experiência, seria um efeito bastante convincente", afirma Kane.

Tradução: Danilo Fonseca

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