Físicos confirmam possível descoberta de nova força da natureza

Galáxias como esta espiral, conhecida como NGC 6814, são mantidas juntas por uma misteriosa matéria escura

Existem quatro forças fundamentais da natureza: gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca.

Agora, descobertas recentes feitas por físicos teóricos da Universidade da Califórnia, em Irvine, nos EUA, indicam a possível descoberta de uma partícula subatômica previamente desconhecida, que pode ser a evidência de uma quinta força da natureza.

Seu estudo foi publicado em um artigo da revista Physical Review Letters.

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

• Físicos podem ter detectado uma quinta força da natureza

Anomalia

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

O trabalho dos húngaros descobriu uma anomalia, um decaimento radioativo, que apontava para a existência de uma partícula de luz 30 vezes mais pesada do que um elétron. No entanto, eles não foram capazes de afirmar que essa era uma nova força. Não estava claro se a anomalia era uma partícula de matéria ou uma partícula que transmite força.

Recentemente, o grupo da Universidade da Califórnia estudou os dados dos pesquisadores húngaros, bem como todas as outras experiências anteriores nesta área, e mostrou que a evidência desfavorece fortemente a ideia de que seja uma partícula de matéria ou fótons escuros.

• Físicos chegam mais perto da quinta força fundamental da natureza

Assim, eles propuseram uma nova teoria que sintetiza todos os dados existentes e determina que a anomalia pode indicar uma quinta força fundamental.

Bóson protofóbico x

O novo estudo demonstra que, em vez de ser um fóton escuro, a partícula pode ser um “bóson protofóbico x”.

Enquanto a força elétrica normal age sobre elétrons e prótons, esse bóson interage apenas com elétrons e nêutrons, e em uma gama extremamente limitada.

Existe a possibilidade dessa potencial quinta força ser ligada às forças eletromagnética e nuclear forte e fraca, como “manifestações de uma força maior e mais fundamental”, de acordo com Feng.

No entanto, ele 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 e 60. A razão pela qual tem sido difícil de encontrá-la é que suas interações são muito débeis. Dito isto, porque a nova partícula é tão leve, existem muitos grupos experimentais que trabalham em pequenos laboratórios ao redor do mundo que podem seguir as indicações, agora que sabem onde procurar”.

Matéria e força escuras

Como muitos avanços científicos, este abre inteiramente novos campos de investigação para os físicos.

Citando o modelo padrão de partículas, Feng especula que pode haver um setor escuro separado, com sua própria matéria e forças.

• A semelhança inesperada entre as físicas quântica e clássica

“É possível que estes dois setores conversem um com o outro e interajam um com o outro. Este setor escuro pode se manifestar como esta força protofóbica que estamos vendo como resultado da experiência húngara. Num sentido mais amplo, se encaixa com a nossa pesquisa original para compreender a natureza da matéria escura”, sugere Feng. [Phys, Space]

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