Partícula “X17”: cientistas podem ter encontrado a quinta força da natureza

Por , em 23.11.2019

Físicos conhecem há muito tempo quatro forças fundamentais da natureza: gravidade, eletromagnetismo, força nuclear fraca e força nuclear forte. Agora eles acreditam ter encontrado sinais da ação de uma quinta força física que emergiu do átomo de hélio.

Em 2015, um grupo de físicos do Instituto de Pesquisa Nuclear da Hungria estava procurando pelos hipotéticos “fótons escuros”, que são uma versão dos fótons normais que carregam a luz, mas aplicados à matéria escura. Se o fóton escuro for encontrado, ele poderá ser evidência da existência da quinta força do Universo.

Para tentar pegar essas forças peculiares no flagra, a equipe usou um acelerador de partículas para atirar em alta velocidade partículas através de um tubo de vácuo. O objetivo era observar como os isótopos decaem depois de um impulso para um estado de alta energia. Caso fossem observadas anomalias no comportamento, isso poderia sugerir a presença de forças desconhecidas.

A equipe observou o decaimento do berílio-8, um isótopo instável. Toda vez que havia decaimento, os pesquisadores observavam a emissão inesperada de luzes por conta do distanciamento dos elétrons e pósitrons. Com base na lei de conservação de energia, conforme a energia da luz produzindo essas duas partículas aumenta, o ângulo entre elas deveria diminuir. Mas no experimento feito na Hungria, houve um aumento inesperado em número de elétrons e pósitrons se separando em um ângulo de 140 graus.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine (EUA) propôs que a partícula desconhecida não era um fóton escuro, mas sim um bóson. Mais especificamente, um bóson fotofóbico X. Ele poderia ser indicativo de uma quinta força fundamental. Em termos simples, bósons são partículas na mecânica quântica que carregam energia, e funcionam como uma “cola” que segura a matéria e controla as interações entre as forças físicas.

Este novo bóson tem a característica de interagir apenas com elétrons e com nêutrons em curtas distâncias, enquanto forças eletromagnéticas normalmente agem sobre prótons e elétrons.

A equipe da Hungria calculou que o núcleo do Hélio também poderia ter produzido um bóson de vida curta com uma massa de menos de 17 megaelétron-volts. Por isso, eles o batizaram de X17.

Enquanto o estudo de 2015 foi aceito pela respeitável revista Physical Review Letters, este estudo mais recente ainda tem que ser revisado pela comunidade científica. Você pode conferir essas descobertas no arXiv, uma plataforma de publicação de artigos científicos para que eles fiquem à disposição de outros pesquisadores da área. [Bigthink, Science Alert]

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