Uma equipa de investigadores do Laboratório Fermilab, em Chicago, encontrou evidências de que os muões apresentam comportamentos imprevisíveis — que só podem ser explicados se houver uma Quinta Força da Natureza.
Durante anos, o nosso entendimento do Universo baseou-se em quatro forças fundamentais: gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca.
No entanto, há décadas que os cientistas procuram uma quinta força fundamental da natureza — que parecia ter sido detetada por cientistas húngaros em 2016, e quase anunciada em 2019 pela mesma equipa de investigadores.
Agora, investigadores do Laboratório Fermilab, em Chicago, nos EUA, afirma ter identificado comportamento imprevisíveis em muões, partículas subatómicas semelhantes a eletrões, que apenas podem ser explicados se existir essa Quinta Força Fundamental.
O estudo da equipa do Fermilab baseou-se numa experiência denominada “g menos dois (g-2)“, na qual muões são aceleradas até uma velocidade próxima à velocidade da luz num anel de aceleração de partículas com 15 metros de diâmetro.
A experiência permitiu concluir que o comportamento dos muões assim acelerados não é consistente com as previsões do Modelo Padrão da física de partículas.
Esta inconsistência aponta para a existência de uma força desconhecida, que exerce influência no comportamento dos muões.
O Modelo Padrão da Física, que descreve as partículas subatómicas que constituem a matéria e as forças através das quais interagem, é há mais de 50 anos a pedra angular da física de partículas.
Este modelo tem previsto com precisão inúmeros fenómenos experimentais, tornando-o uma das teorias mais robustas da física. No entanto, certas observações astronómicas continuam a desafiar o Modelo Padrão.
Por exemplo, a expansão acelerada das galáxias após o Big Bang, impulsionada pela enigmática “energia escura”, e o movimento mais rápido das galáxias devido à misteriosa “matéria escura”, são fenómenos que o modelo atual não consegue explicar.
No estudo do Fermilab, que foi apresentado esta quinta feira para publicação na Physical Review Letters, os muões — essencialmente, eletrões com uma massa 200 vezes superior — oscilaram a uma taxa mais rápida do que o previsto.
“Este comportamento pode ser influenciado por uma nova força desconhecida”, explica à BBC o professor Graziano Venanzoni, investigador da Universidade de Liverpool e um dos autores do estudo.
A descoberta desta ‘quinta força’ seria comparável às teorias da relatividade de Albert Einstein em termos de importância.
“Estamos à procura de evidências de que estes muões estão a interagir com alguma coisa que desconhecemos. Pode ser qualquer coisa: novas partículas, novas dimensões, novas forças, novas características do espaço-tempo”, explica à Reuters Brendan Casey, o autor principal do estudo e investigador sénior do Fermilab.
Apesar das evidências, não é possível para já concluir em definitivo que tenha sido encontrada a Quinta Força Fundamental da Natureza — nem determinar as suas características.
Também o Large Hadron Collider (LHC), do CERN, na Europa, está a investigar estas anomalias, na esperança de identificar falhas no Modelo Padrão e potencialmente antecipar-se ao Fermilab na descoberta deste Santo Graal da física de partículas.
A comunidade científica aguarda ansiosamente mais resultados, ciente de que a descoberta de uma quinta força poderia redefinir o nosso entendimento do Universo.
