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Experimento revela que pode haver uma nova força elementar da natureza

© AFP 2021 / Valentin FlauraudSolenoide de Múon Compacto (CMS) fotografado em um túnel do Grande Colisor de Hádrons (LHC) na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN)
Solenoide de Múon Compacto (CMS) fotografado em um túnel do Grande Colisor de Hádrons (LHC) na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) - Sputnik Brasil, 1920, 08.04.2021
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Os primeiros resultados de uma experiência do Laboratório Nacional Fermi mostraram que as partículas elementares chamadas múons se comportam de maneira que não é explicada pela física de partículas.

Todas as forças que experimentamos diariamente podem se reduzir a apenas quatro tipos: a gravidade, o eletromagnetismo, a interação nuclear forte e a interação nuclear fraca.

No entanto, um grupo de físicos afirmou ter encontrado possíveis indícios de uma quinta força elementar da natureza, que poderia ajudar a explicar alguns dos grandes enigmas sobre o Universo que têm preocupado os cientistas nas últimas décadas.

Os primeiros resultados do experimento "Múon g-2" do Laboratório Nacional Fermi, do Departamento de Energia dos EUA, publicados nesta quarta-feira (7) na revista Physical Review Letters, mostraram que os múons se comportam de uma maneira que não condiz com o modelo padrão da física de partículas, a atual teoria amplamente aceita para explicar como se comportam os elementos constitutivos do Universo.

A evidência de que os múons se desviam do cálculo desta teoria poderia indicar a existência de "uma nova e emocionante física", afirmaram os pesquisadores.

CC BY-SA 4.0 / Glukicov / Fermilab g-2 (E989) (imagem editada)O experimento Múon g-2 na Fermilab
Experimento revela que pode haver uma nova força elementar da natureza - Sputnik Brasil, 1920, 08.04.2021
O experimento Múon g-2 na Fermilab

O experimento Múon g-2 consiste em enviar diferentes partículas em torno de um anel de armazenamento de 14 metros e logo aplicar um campo magnético.

Segundo as atuais leis da física, codificadas no modelo padrão, isso deveria fazer com que os múons oscilassem a uma determinada velocidade, descrita mediante um número, conhecido como "fator-g", que pode ser calculado com grande precisão.

Contudo, os cientistas descobriram que os múons oscilam a um ritmo mais rápido do que o esperado. Isto poderia ser causado por uma força da natureza que ainda não é conhecida pela ciência.

"Este número que medimos reflete as interações do múon com todos os outros elementos do Universo. Porém, quando os teóricos calcularam o mesmo número, utilizando todas as forças e partículas conhecidas no modelo padrão, não obtemos o mesmo resultado [...] Esta é uma forte evidência de que o múon é sensível a algo que não está em nossa melhor teoria", afirmou Renee Fatemi, física da Universidade de Kentucky.

Entretanto, os resultados do experimento ainda não são uma descoberta conclusiva. Os resultados indicam apenas uma possibilidade, com um nível estatístico de confiança de 4,1 sigma, necessitando alcançar o nível cinco para confirmar a descoberta.

O que é um muón?

Um muón é uma partícula elementar aproximadamente 200 vezes mais pesada que um elétron, porém menor que um átomo, produzido normalmente de forma natural quando os raios cósmicos incidem na atmosfera da Terra. No entanto, os aceleradores de partículas podem gerá-los em grandes quantidades.

Assim como os elétrons, os muóns atuam como se tivessem um pequeno imã em seu interior. Em um campo magnético forte, a direção do imã dos muóns oscila, de forma semelhante ao eixo de um giroscópio.

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