A ciência reconhece quatro forças fundamentais no universo, mas alguns especialistas levantam a hipótese da existência de uma quinta força da natureza. Em um novo estudo, um grupo internacional de cientistas utilizou íons de cálcio para investigar se essa possível quinta força estaria “escondida” nos átomos, entre elétrons e nêutrons.
Para chegar nessa resposta, os cientistas fizeram experimentos com cálcio: um em cálcio com carga 14 vezes maior que a usual e outro em cálcio com uma carga positiva normal. Cada um apresentou um erro abaixo de um hertz; seria o equivalente a acertar a distância gigante com apenas um milímetro de folga.
Ao observar os resultados, os pesquisadores perceberam que o desvio sugere algo ainda não explicado. Talvez a quinta força da natureza esteja se manifestando? Pode ser isso, mas a explicação também pode ser muito mais simples. O estudo foi publicado na revista científica Physical Review Letters, em uma parceria entre físicos da Alemanha, Suíça e Austrália.
Eles apontam que um método chamado de King Plot (KP) deveria apresentar um mapeamento previsto pelo Modelo Padrão da Física. O que aconteceu é que o experimento apresentou um desvio; assim, os cientistas conseguiram limitar a “janela” que abriria a possibilidade para uma quinta força.
“Cálculos precisos mostram que a não linearidade não pode ser totalmente explicada pelo maior efeito de ordem superior previsto pelo Modelo Padrão, o deslocamento de massa de segunda ordem, e identificam a pouco estudada polarização nuclear como a única contribuição restante do Modelo Padrão que pode ser grande o suficiente para explicá-la”, a introdução do estudo descreve.
Apesar da pequena possibilidade, os próprios autores alertam: um efeito interno do núcleo, chamado polarização nuclear, pode ser o culpado pelo desvio. Esse mecanismo está no Modelo Padrão e poderia ser o causador dessa “distorção”.
De qualquer forma, vale lembrar que existem diversos outros efeitos no universo que também não são explicados pelo Modelo Padrão, como a matéria e energia escura.
Quinta força da natureza
Se uma quinta força existir, ela funcionaria em distâncias muito curtas e seria mediada por uma partícula ainda não encontrada. Alguns modelos teóricos até preveem que ela alteraria o peso aparente dos elétrons em átomos de diferentes isótopos.
O experimento com cálcio procura exatamente essa assinatura e qualquer outra diferença que indicaria algo além do previsto no Modelo Padrão. Ao medir os resultados, os físicos encontraram a diferença, mas mostraram que efeitos comuns poderiam ser responsáveis pelo fenômeno.
Por isso, o estudo aponta para dois cenários: chama atenção para o fenômeno da polarização nuclear e limita ainda mais a hipótese da quinta força.
O que são as quatro forças da natureza:
- Gravidade: a atração que mantém planetas em órbita e faz tudo, inclusive os planetas, no lugar que eles estão;
- Eletromagnetismo: responsável pelos efeitos da luz, química e eletrônica;
- Força forte: junta prótons e nêutrons dentro do núcleo atômico;
- Força fraca: responsável por certos tipos de radioatividade e pela fusão no Sol.
“A busca por descobertas além do Modelo Padrão exige investigações em diferentes frentes e com diversas tecnologias, incluindo aceleradores na fronteira da energia, processos raros na fronteira da intensidade, observações na fronteira cósmica e experimentos de baixa energia na fronteira da precisão”, o estudo explica.
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Os próximos passos dos pesquisadores incluem outros experimentos e aprimorar os cálculos relacionados à polarização nuclear.
É importante destacar que o estudo não observou e nem confirmou a existência de uma quinta força da natureza, mas suas descobertas podem ajudar a ciência a se aproximar dessa resposta.
Apesar de não sabermos se existe uma quinta força, conhecemos relativamente bem as outras forças que formam o cosmos. Quer saber mais? Entenda como funcionam as partículas fundamentais do Universo. Até a próxima!
Fonte: TecMundo
