Com informações da UCI -
19/08/2016
Revolucionário
Experimentos realizados por
físicos húngaros em meados do ano passado podem ter descoberto uma nova
partícula subatômica que revela a existência de uma quinta força fundamental da
natureza.
"Se for verdade, é
revolucionário," disse Jonathan Feng, da Universidade da Califórnia, nos
EUA, cuja equipe está apresentando uma nova teoria para tentar explicar a
anomalia encontrada pelos físicos húngaros.
"Há décadas nós conhecemos
as quatro forças fundamentais: gravitação, eletromagnetismo e as forças
nucleares forte e fraca. Se for confirmada por outros experimentos, esta
descoberta de uma possível quinta força vai mudar completamente a nossa compreensão
do Universo, com consequências para a unificação das forças e para a matéria
escura," acrescentou.
Nova partícula de luz
Em 2015, uma equipe da Academia
de Ciências da Hungria estava à procura de "fótons escuros",
partículas que poderiam explicar a elusiva matéria escura, que os físicos dizem
que compõe cerca de 85% da massa do Universo.
Eles não encontraram exatamente
o que procuravam, mas descobriram uma anomalia no decaimento radioativo que
aponta para a existência de um fóton com massa, uma partícula de luz exatamente
30 vezes mais pesada do que um elétron.
"Os experimentalistas não
foram capazes de afirmar que era uma nova força," disse Feng. "Eles
simplesmente viram um excesso de eventos que indica uma nova partícula, mas não
estava claro para eles se era uma partícula de matéria ou de uma partícula que
transmite força".
O grupo de Feng então reuniu,
além desses novos dados, todos os outros experimentos anteriores na área e
demonstrou que as evidências desfavorecem fortemente tanto partículas de
matéria quanto os fótons escuros.
Eles então propuseram uma nova
teoria que sintetiza todos os dados existentes e determina que a descoberta
pode indicar uma quinta força fundamental da natureza.
Quinta força
fundamental da natureza pode ter sido descoberta
Vários experimentos já
levantaram a possibilidade da existência de uma Quinta Força Fundamental da
natureza. [Imagem: Marc
Airhart (UTexas-Austin)/Steve Jacobsen (Northwestern University)]
Bóson X protofóbico
A nova teoria estabelece que, em
vez de ser um fóton escuro, a nova partícula pode ser um "bóson X
protofóbico". Enquanto a força elétrica normal age sobre elétrons e
prótons, este bóson recém-descoberto interage apenas com elétrons e nêutrons -
e em uma gama extremamente limitada.
"Não há nenhum outro bóson
que tenhamos observado que tenha essa mesma característica. Nós simplesmente o
chamamos de 'bóson X', onde X significa desconhecido," explicou Timothy
Tait, coautor da nova teoria.
Feng destaca que novos
experimentos são cruciais, o que não será difícil, já que a partícula não é
muito pesada e há vários laboratórios ao redor do mundo que conseguem gerar a
energia necessária para que ela apareça: "Mas a razão pela qual tem sido
difícil encontrá-la é que suas interações são muito fracas. Como a nova
partícula é tão leve, existem muitos grupos experimentais que trabalham em
pequenos laboratórios ao redor do mundo que podem seguir as indicações
iniciais, agora que eles sabem onde procurar".
Força mais
fundamental e Setor Escuro
Como tantas outras descobertas
científicas, esta abre campos inteiramente novos de investigação.
Uma possibilidade intrigante é que essa potencial quinta força
fundamental pode se juntar às forças eletromagnética e nuclear forte e fraca
como "manifestações de uma força maior, mais fundamental," defende
Feng.
Citando o entendimento que os
físicos têm do Modelo Padrão, ele especula que pode haver também um "setor
escuro" inteiro, com sua própria matéria e suas próprias forças -
englobando assim, a matéria escura e a energia escura.
"É possível que estes dois
setores [o normal e o escuro] falem um com o outro e interajam através de
interações de alguma forma veladas, mas fundamentais," propõe ele.
"Esta força do setor escuro pode se manifestar como esta força protofóbica
que estamos vendo como resultado do experimento húngaro. Num sentido mais
amplo, ela se encaixa com a nossa pesquisa original para compreender a natureza
da matéria escura."
Bibliografia:
Particle Physics Models for the 17 MeV Anomaly in
Beryllium Nuclear Decays
Jonathan L. Feng,
Bartosz Fornal, Iftah Galon, Susan Gardner, Jordan Smolinsky, Tim M. P. Tait,
Philip Tanedo
Physical Review
Letters
DOI:
10.1103/PhysRevLett.116.042501
Protophobic Fifth Force Interpretation of the Observed
Anomaly in 8Be Nuclear Transitions
Jonathan L. Feng,
Bartosz Fornal, Iftah Galon, Susan Gardner, Jordan Smolinsky, Tim M. P. Tait,
Philip Tanedo
Observation of Anomalous Internal Pair Creation in
8Be: A Possible Signature of a Light, Neutral Boson
A. J. Krasznahorkay,
M. Csatlós, L. Csige, Z. Gácsi, J. Gulyás, M. Hunyadi, T. J. Ketel, A.
Krasznahorkay, I. Kuti, B. M. Nyakó, L. Stuhl, J. Timár, T. G. Tornyi, Zs. Vajta
Physical Review Letters
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