As forças que experimentamos em nosso cotidiano podem ser categorizadas em apenas quatro grupos principais: a força da gravidade, o eletromagnetismo, a força nuclear forte e a força nuclear fraca. São essas quatro forças fundamentais que governam as interações entre objetos e partículas no Universo.
Essa descoberta foi realizada nas instalações do Fermilab, um acelerador de partículas localizado nos Estados Unidos. Esses achados derivam dos resultados divulgados em 2021, quando a equipe do Fermilab apresentou a primeira sugestão da existência de uma quinta força da natureza.
O anel Múon g-2, no Laboratório Nacional do Acelerador Fermi. (Foto: reprodução/Reidar Hahn/VEJA)
Desde então, o grupo de pesquisa reuniu dados adicionais e reduziu a incerteza em suas medições em até metade, de acordo com Brendan Casey, um cientista sênior do Fermilab. "Estamos explorando territórios inexplorados, aprimorando medições com maior precisão do que nunca.", comentou Casey.
Através do experimento intitulado "g menos dois (g-2)", os cientistas aceleram partículas subatômicas conhecidas como múons em um anel de 15 metros de diâmetro, fazendo-as circular aproximadamente mil vezes mais rápido do que a velocidade da luz.
O Fermilab afirma que seus próximos resultados representarão o "confronto final" entre teoria e experimento, com potencial para revelar novas partículas ou forças.
Modelo Padrão não explica
Os resultados indicaram que essas partículas podem estar exibindo um comportamento não explicável pela teoria dominante conhecida como Modelo Padrão, devido à influência de uma "nova força" da natureza. Ainda que as evidências sejam substanciais, a equipe do Fermilab ainda não obteve provas conclusivas.
Embora tivessem expectativas de alcançá-las neste momento, as incertezas relacionadas ao Modelo Padrão, especialmente nas oscilações dos múons, aumentaram devido a avanços na física teórica. Essencialmente, é como se o alvo dos físicos experimentais tivesse sido movido.
O Modelo Padrão explicado. (Vídeo: reprodução/Ciência Todo Dia/Youtube)
Concorrência
Os pesquisadores acreditam que, em dois anos, terão os dados necessários que as incertezas teóricas terão sido reduzidas o suficiente para atingir seus objetivos. No entanto, uma equipe concorrente do Large Hadron Collider (LHC), na Europa, espera obter esses resultados primeiro.
Mitesh Patel, um cientista do Imperial College de Londres e membro da equipe do LHC, está entre os pesquisadores que buscam falhas no Modelo Padrão. Ele destacou à BBC News que a obtenção de resultados experimentais em desacordo com esse modelo seria um avanço significativo na física.
Medir um comportamento que não se alinha com as previsões do Modelo Padrão é um marco crucial na física de partículas. Patel afirma: "Isso poderia desencadear uma revolução em nossa compreensão, já que o Modelo Padrão resistiu a todos os testes experimentais por mais de meio século."
As quatro forças já conhecidas
Tudo ao nosso redor é composto de átomos, que, por sua vez, consistem em partículas ainda menores. Essas partículas interagem para criar as quatro forças fundamentais da natureza: eletromagnetismo, força nuclear forte, força nuclear fraca e gravidade.
O comportamento dessas forças é previsto pelo Modelo Padrão, que tem mantido uma precisão impecável em suas previsões ao longo de 50 anos. Os múons, comparáveis aos elétrons que orbitam os átomos, são cerca de 200 vezes mais massivos e são responsáveis por correntes elétricas.
Infográfico explicativo dos múons. (Foto: reprodução/Revista Pesquisa Fapesp)
Maior velocidade
No experimento, os múons foram induzidos a oscilar usando ímãs supercondutores poderosos. Os resultados revelaram oscilações mais rápidas do que previsto pelo Modelo Padrão. Graziano Venanzoni, um dos principais pesquisadores do projeto da Universidade de Liverpool, sugeriu que isso poderia ser atribuído a uma nova força desconhecida.
Venanzoni explicou que eles acreditam que poderia existir outra força, algo que não conheciam naquele momento. Ele mencionou que eles estavam chamando isso de 'quinta força'. Ele acrescentou que se tratava de algo desconhecido, algo que ainda não possuíam compreensão, mas quecteria provavelmente significado, uma vez que traria novas perspectivas sobre o Universo.
Se confirmada, essa descoberta seria um dos avanços científicos mais significativos dos últimos 100 anos, comparável às teorias da relatividade de Albert Einstein. Isso ocorre porque uma quinta força e suas partículas associadas estão além do escopo do Modelo Padrão da física de partículas.
Foto Destaque: Particula atômica em 3D. Reprodução/Olhar Digital.
