Desde 2021, os cientistas vêm sendo desafiados por uma força poderosa, chamada de 5ª força fundamental da natureza. Pesquisadores de uma localidade perto de Chicago, nos Estados Unidos, detectaram sinais de comportamento incomum em partículas chamadas múons. Contudo, mesmo após muitas coletas de dados, as evidências ainda não são conclusivas. Mas as espectativas são já muito entusiasmantes, pois podemos estar prestes a presenciar uma revolução na física. Continue lendo este texto do Engenharia 360 para saber mais!

O que é a 5ª força fundamental da natureza?

Precisamos começar este texto destacando que, por muitas décadas, os pesquisadores se basearam em um modelo chamado de Modelo Padrão para a pesquisa do cosmos. Porém, essa jornada rumo ao desconhecido pode estar prestes a uma reviravolta. Se for verdade a 5ª força fundamental da natureza - além da gravidade, eletromagnetismo, força nuclear forte e força nuclear fraca -, a pesquisa científica pode dar um salto notável nos próximos anos em relação à comprensão do universo.

A 5ª força fundamental da natureza tem relação com uma nova força que não faz parte de nada ainda muito bem conhecido. O Modelo Padrão descreve a física das parttículas, mais precisamente as interações das partículas subatômicas e as forças fundamentais que atuam sobre elas. E, como dito antes, tem sido a base da física de partículas por décadas.

As medições realizadas recentemente não coincidem com o Modelo Padrão. Isso poderia indicar a existência de fenômenos ou partículas não previstas, levando consequentemente a uma revisão significativa de nossa compreensão atual da física de partículas e abrir novos caminhos para a pesquisa. Afinal, será que há mesmo mais do que as quatro forças conhecidas agindo no universo?

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Condução dos experimentos

O experimentos realizados para entendimento da 5ª força fundamental da natureza foram conduzidos por Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), parte da colaboração internacional "Muon g-2". Seus cientistas avaliaram as hipóteses com auxílio de um acelerador de partículas.

No momento do experimento "g menos dois (g-2)", os pesquisadores aceleraram partículas subatômicas chamadas múons em torno de um anel de 15 metros de diâmetro, onde esses múons circularam cerca de 1.000 vezes quase à velocidade da luz. Eles observaram que essas partículas estão se comportando de uma maneira que não pode ser explicada pelo Modelo Padrão da física de partículas. Foi aí que se levou à especulação sobre a possível existência de uma "quinta força" da natureza.

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Comportamento das partículas subatômicas múons

Antes de tudo, precisamos esclarecer o que são múons. Seriam partículas subatômicas semelhantes aos elétrons, mas 200 vezes mais pesados que eles. As mesmas não se desintegram em outras partículas como os elétrons e têm uma vida extremamente curta, durando apenas 2,2 microssegundos.

Os resultados iniciais sugeriram que os múons estavam oscilando mais rápido do que o previsto pelo Modelo Padrão, o que poderia ser devido à influência de uma nova força desconhecida. No entanto, os pesquisadores enfatizaram que ainda precisam de mais evidências conclusivas para validar suas hipóteses. Claro que, quanto a notícia vazou, começou uma verdadeira corrida contra o tempo. Agora, uma equipe rival europeia, do Grande Colisor de Hádrons (LHC) na Suíça, também começou a buscar resultados semelhantes e espera chegar a conclusões antes do Fermilab.

Vale esclarecer que, nesse cenário, a gravidade não está incorporada aos cálculos. Por exemplo, não foram encontradas partículas "gráviton" responsáveis por essa nova força. Aliás, incorporar a gravidade ao Modelo Padrão já é um desafio. Contudo, as oscilações dos múons são influenciadas pelo campo magnético em que são colocados. Então, no Modelo Padrão, nos últimos 50 anos, se conseguiu até que calcular bem essas oscilações; mas no novo modelo não. Curioso, não é mesmo?

Por que os cientistas acreditam que esta descoberta pode representar um marco importante na física?

De fato, a descoberta dessa 5ª força fundamental da natureza desafia as teorias atuais e abriria novas perspectivas na compreensão do universo. Pelo menos poderia explicar fenômenos não compreendidos, como a aceleração da expansão das galáxias e o giro acelerado das galáxias.

Na sequências, os cientistas devem continuar a realizar experimentos e coletar dados adicionais para aumentar a precisão das medições relacionadas ao comportamento dos múons. A ideia é trabalhar ao máximo para reduzir as incertezas na teoria atual, o Modelo Padrão, relacionadas ao comportamento dos múons. Isso pode incluir experimentos em diferentes configurações e com maior precisão para acumular mais evidências conclusivas. Esse será o "confronto final" entre a teoria (Modelo Padrão) e os resultados experimentais.

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Fontes: O Tempo.

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Eduardo Mikail

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