Múons escondem nova lei da física? Entenda as novas descobertas

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Uma descoberta está animando físicos pesquisadores do experimento Muon g-2, com resultados que confirmam uma discrepância que tem instigado os pesquisadores por décadas. De acordo com a revista Scientific American Brasil, há a evidência de que existe uma nova física se escondendo nos múons, ou seja, os primos mais pesados dos elétrons.

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Mesmo apresentando bons resultados em explicar as partículas e forças fundamentais que fazem parte do universo, a descrição do Modelo Padrão ainda está incompleta. Isso porque não leva em consideração a gravidade, e também não discute assuntos como natureza da matéria escura, da energia escura e as massas dos neutrinos.

Para mudar essa realidade, os pesquisadores estão buscando sinais de uma nova área da física. Em outras palavras, desvios do modelo padrão, especialmente anomalias em que os resultados experimentais sejam diferentes das previsões teóricas.

De acordo com o pesquisador de física nuclear e de partículas elementares no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP), Alexandre Suaide, a discrepância do dipolo magnético do múon ser maior do que o previsto pelo Modelo Padrão já havia sido medida anteriormente, mas o novo resultado aumenta a confiança dos profissionais nesse valor experimental e revela que ainda há muito a ser entendido no universo das partículas elementares. “Eu, pessoalmente, torço sempre para que essas discrepâncias resultem em algo bombástico sobre o nosso entendimento do universo”.

Entendendo o experimento Muon g-2

Mas o que significa o experimento Muon g-2? Ele é realizado no Laboratório Nacional Fermi em Batavia, no estado americano de Illinois. Seu objetivo é medir corretamente o aspecto magnético dos múons, ao observar sua oscilação em um campo magnético. Caso o valor experimental no momento magnético dessas partículas for diferente das previsões teóricas, o desvio pode significar que existe uma nova física que influencia o múon para ser descoberta. Pode ser alguma partícula ou força sutil.

Segundo a Physical Review Letters, o valor experimental atualizado para múons, divulgado na última quarta-feira (7), é diferente da teoria por apenas um valor minúsculo (0,00000000251) e tem uma significância estatística de 4,2 sigma. Porém, mesmo essa pequena quantidade é capaz de modificar significativamente o desenvolvimento da física de partículas.

Embora muitos físicos estejam animados com o resultado, nem todos são muito otimistas. Anomalias já foram detectadas, mas desapareceram, deixando o Modelo Padrão vitorioso e gerando nestes profissionais uma falta de expectativa em descobertas revolucionárias.

Suaide explica que é muito difícil de prever o impacto dos resultados na ciência básica. “Se essa discrepância vai causar uma mudança significativa na física subatômica, como a existência de uma nova força, como muitas matérias sugerem, ainda vai levar bastante tempo para sabermos com segurança. Certamente vamos precisar investigar cada vez mais e planejar novos experimentos que possam testar as consequências de diferentes hipóteses que serão formuladas para justificar essa medida realizada. Isso tudo leva tempo, ainda mais na física de partículas elementares. Normalmente, um novo experimento, criado do zero, nessa área, não acontece em menos de uma década”.

Múons e elétrons

Os múons e os elétrons são muito parecidos: ambas as partículas possuem a mesma carga elétrica e outras propriedades quânticas, como o spin, por exemplo. Mas os múons possuem uma massa cerca de 200 vezes maior, razão pela qual têm uma vida útil curta e se decomponham em partículas mais leves. Portanto, eles não podem desempenhar o papel central dos elétrons na formação de estruturas tão estáveis quanto os átomos que compõem a matéria comum.

As pesquisas realmente sugerem que há uma nova física em ação nos múons, mas não conseguem revelar, exatamente, o que ela significa. Pode haver algo necessário para revelar sua natureza – um novo colisor. Estudos preveem que a ferramenta daria aos físicos a capacidade de determinar as propriedades da partícula ou da força que afeta o múon.

“É sempre bom ter expectativa. É isso que move a humanidade, a curiosidade sobre como o universo funciona e como isso afeta a nossa vida. Sem essa curiosidade, ainda teríamos medo do fogo”, enfatiza Suaide, que acredita que ainda há muito a ser entendido no universo das partículas elementares.

Fonte: Scientific American Brasil

Foto: Reidar Hahn/Fermilab/Divulgação

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