ZAP // Dall-E-2
Diz a sabedoria popular que “3 é a conta que Deus fez”, e o escritor Douglas Adams acha que a resposta para a vida, universo e tudo o mais é 42 . Mas o número mágico da Natureza é na realidade a chamada “constante de estrutura fina”, e tem o valor aproximado de 1/137.
Os físicos conhecem-no como α, ou “constante de estrutura fina”. É o número mágico da Natureza: 1/137.03599913.
“Este número é um mistério desde que foi descoberto”, escreveu em 1985 o astrofísico Richard Feynman no seu livro QED: A Estranha Teoria da Luz e da Matéria. “Todos os bons físicos teóricos colocam este número na sua parede e preocupam-se com ele.”
É ao mesmo tempo incrivelmente misterioso e inacreditavelmente importante: um número aparentemente aleatório e adimensional, que no entanto detém o segredo da própria vida.
“É uma medida da força da interação entre partículas carregadas e a força eletromagnética que atua sobre partículas carregadas, como eletrões e protões”, explica o professor de astrofísica Paul M. Sutter num artigo na Space.
“Se tivesse qualquer outro valor, a vida como a conhecemos seria impossível. E ainda assim, não fazemos ideia de onde vem”, diz Sutter.
A constante é praticamente omnipresente na Física, já que está ligada à força eletromagnética. “Tudo o que vemos no mundo está relacionado com o eletromagnetismo ou com gravidade, e é por isso que a constante de estrutura fina é tão importante”, explicou à Quanta Magazine o físico Holger Mueller.
Em 2020, uma equipa de investigadores do Laboratório Kastler Brossel, em Paris, conseguiu fazer a medição mais precisa de sempre do valor desta constante, tendo chegado a 11 algarismos significativos, mais três do que a estimativa anterior.
O estudo, cujos resultados foram publicados na Nature, permitiu determinar que o valor numérico da constante é próximo da razão 1/137, e mais concretamente 1/137.035999206.
Fórmula que permite determinar o valor de α, a constante de estrutura fina
O facto de ser um número tão pequeno significa que o eletromagnetismo é uma força relativamente fraca e, consequentemente, que os eletrões são capazes de “saltar” dos átomos e formar ligações químicas.
No entanto, se fosse um pouco mais pequena, igual a 1/138 por exemplo, as estrelas não teriam sido capazes de formar átomos de carbono, e a vida não teria surgido – pelo menos como a conhecemos hoje.
Para medir a constante de estrutura fina, os cientistas desenvolveram uma experiência muito complexa, na qual arrefeceram átomos de rubídio a temperaturas próximas do zero absoluto, inserindo-os no interior de uma câmara de vácuo.
A equipa decidiu então observar o seu comportamento durante a absorção de um fotão, e a velocidade de “recuo” dos átomos de rubídio permitiu traçar o novo valor da constante de estrutura fina.
“O resultado confirma as previsões teóricas do Modelo Padrão. É o acordo mais preciso entre teoria e experiências”, comentou Saïda Guellati-Khélifa, líder da equipa.
Um dia, talvez uma Teoria Unificada da Física consiga explicar a existência desta constante, e de algumas outras, como é o caso do número de Euler. Mas para já, a razão de ser do misterioso α permanece por desvendar.
