Físicos confirmam descoberta da quinta força da natureza

Há quatro forças fundamentais da natureza: a gravidade, o electromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca. Mas descobertas recentes parecem confirmar a existência de uma quinta força fundamental da natureza.

A descoberta do que parecia ser uma quinta força da natureza foi inicialmente feita o ano passado, quando uma equipa da Academia Húngara de Ciências revelou que tinha disparado protões em lítio-7 e, nas cinzas nucleares, tinham detectado um novo bosão super leve que era apenas 34 vezes mais pesado do que um electrão.

Agora, novas descobertas realizadas por físicos teóricos da Universidade da Califórnia, em Irvine, nos EUA, apontam para a identificação de uma partícula subatómica previamente desconhecida – que pode ser a prova da exisêtncia de uma quinta força da natureza.

O novo estudo foi publicado a semana passada na revista Physical Review Letters.

“Se se confirmar, é revolucionário”, disse Jonathan Feng, professor de física e astronomia e  autor principal do estudo, ao portal Phys.org. “A descoberta de uma quinta força iria mudar completamente a nossa compreensão do universo, com consequências para a unificação das forças e matéria escura”, acrescenta Feng.

Os investigadores tiraram as suas conclusões a partir do estudo feito por físicos nucleares experimentais da Academia de Ciências da Hungria, em 2015.  Os cientistas húngaros estavam originalmente à procura de “fotões escuros”, a matéria escura invisível que provavelmente compõe cerca de 85% da massa do universo.

O trabalho dos húngaros permitiu identificar uma anomalia – um decaimento radioactivo – que apontava para a existência de uma partícula de luz 30 vezes mais pesada do que um electrão.

No entanto, os investigadores húngaros não puderam garantir a nova partícula indicava que se estaria em presença de  uma nova força – não era claro se a anomalia era uma partícula de matéria ou uma partícula que transmite força.

O grupo da Universidade da Califórnia estudou os dados dos investigadores húngaros, bem como todas as outras experiências anteriores nesta área, e os dados obtidos contrariam fortemente a ideia de que seja uma partícula de matéria – fotões escuros.

Em consequência, propuseram uma nova teoria que sintetiza todos os dados existentes, a qual aponta no sentido de que estamos perante uma quinta força fundamental.

Bósão protofóbico x

O novo estudo demonstra que, em vez de se tratar de um fotão escuro, a partícula descoberta pelos húngaros pode ser um “bosão protofóbico x”.

Enquanto a força eléctrica normal age sobre electrões e protões, esse bosão interage apenas com electrões e neutrões, e numa gama extremamente limitada.

Segundo Jonathan Feng, há a possibilidade de essa quinta força da natureza estar ligada às forças electromagnética e nuclear forte e fraca, como “manifestações de uma força maior e mais fundamental”.

Uma parte fundamental do Modelo Padrão da Física é que tudo no universo é controlado por apenas quatro forças fundamentais – gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca -, que explicam todo o comportamento e as partículas que vemos no universo.

A gravidade é responsável por manter juntos os planetas e a força eletromagnética por manter as moléculas juntas. Por sua vez, a força nuclear forte é a “cola” dos núcleos atómicos, enquanto a força nuclear fraca ajuda alguns átomos a passarem pelo decaimento radioativo.

Mas há algum tempo que vários físicos avançam com a ideia de que certos aspectos do Universo – como por exemplo, o que mantém a coesão das galáxias – só poderiam ser explicados pela existência de uma quinta força fundamental da natureza.

Poderemos portanto estar a assistir ao emocionante momento em que a ciência faz uma descoberta paradigmática, que muda a nossa forma de entender o mundo.

No entanto, Feng observa que novas experiências são cruciais para confirmar os resultados. “A partícula não é muito pesada, e os laboratórios têm as energias necessárias para produzi-la desde os anos 50″, diz Feng.

“A razão pela qual é difícil encontrá-la é que as suas interacções são muito fracas“, explica o físico. Assim, espera Feng, físicos de todo o mundo podem estudar a partícula descoberta, confirmar os dados obtidos, e partir para novas descobertas.

Como muitos avanços científicos, esta descoberta revolucionária abre inteiramente novos campos de investigação para os físicos. E mais do que, como diz Feng, mudar a nossa compreensão do Universo, poderá fazer luz sobre aspectos do Universo que ainda nem sabemos que desconhecemos.

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