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Uma nova investigação permitiu aos cientistas descobrir que a massa do bosão W é superior ao previsto no Modelo Padrão da física de partículas.
O novo estudo propõe o valor de 80,4335 gigaeletrãovolts para a massa do bosão W, uma das partículas que transporta a fraca força nuclear da mesma forma que um fotão transporta a força eletromagnética.
Antes da medição do acelerador de partículas Tevatron, todas as observações da sua massa apontavam para 80,379 gigaeletrãovolts.
Segundo o New Scientist, esta nova medida da massa foi realizada através de colisões de feixes de protões e antiprotões.
Os testes foram feitos no Tevatron, que encerrou em 2011. No entanto, a equipa demorou mais de 10 anos para concluir todos os cálculos com segurança.
Apesar de a correção parecer ínfima – em escala, equivale à diferença de apenas 10 gramas no peso de um humano adulto – tem fortes implicações nas teorias físicas
Desde que os resultados do Tevatron foram anunciados, os físicos produziram vários artigos a explicar como o Modelo Padrão poderia ser adaptado ou expandido para ter em conta a massa de bosão W.
“O que estamos a descobrir é que é muito fácil acomodar esta anomalia – é quase um pouco surpreendente que isto seja tão fácil de fazer”, disse Ramona Gröber, da Universidade de Pádua, em Itália. “No passado, com as anomalias de partículas, foi muito mais difícil acomodá-las.”
Muitas dessas explicações envolvem o bosão adicional de Higgs, a partícula fundamental acoplada ao campo de Higgs, que providencia outras partículas – incluindo o bosão W.
“O mecanismo mais óbvio para justificar uma massa maior do W é um Higgs não-padrão, um número diferente de campos de matéria [semelhante ao campo Higgs] ou uma combinação de ambos“, explicou Francesco Sannino, da Universidade do Sul da Dinamarca. “Há muitas variações, mas estes são os mecanismos básicos.”
Certo é que, apesar destes resultados, a comunidade científica ainda precisa de se debruçar sobre a questão para chegar a uma explicação mais precisa. Para já, a descoberta surge descrita num novo artigo científico, publicado na revista Science.
Novas partículas de Higgs
Os bosões adicionais de Higgs sugeridos pelos cientistas têm propriedades diferentes dos conhecidos Higgs: alguns transportam cargas elétricas (os regulares são neutros); outros são constituídos por partículas mais pequenas, como gluões; e há ainda potenciais novas partículas, como as chamadas Technicolor Higgs.
Em todos estes modelos, as novas partículas de Higgs vêm com campos adicionais que emprestam massa extra ao bosão W.
Além disso, podem também ajudar a resolver outras questões em aberto. O portal explica, por exemplo, que estas partículas poderiam ser importantes na perceção de um modelo que explica a massa extra do bosão W poderia dar origem a um novo tipo de partícula (chamado leptoquark) que poderia explicar outro grande mistério da física das partículas – a anomalia muão g-2, que surge do facto de os muões parecerem rodar mais rapidamente do que o que o Modelo Padrão prevê.
Desta forma, um possível conjunto de novas partículas – chamadas partículas supersimétricas – acomodaria não só um bosão W mais maciço, como também a anomalia muão g-2.
“Esperamos que as novas partículas que esta supersimetria prevê tenham massas que não sejam muito mais pesadas do que as Higgs”, que estão no limite superior de massa que o LHC pode investigar, salvaguardou Peter Athron da Universidade Normal de Nanjing, na China. “Isto explicaria porque é que ainda não as detetámos.”
O investigador acrescentou ainda que algumas destas potenciais novas partículas poderiam ser candidatas à matéria negra, uma outra razão para explicar o motivo pelo qual ainda não foram detetadas.
Neste momento, e ainda antes de se pensar numa nova física, é importante descobrir porque é que a mais recente medição da massa do bosão W está em discrepância com as anteriores.
