Cientistas de um grupo internacional de pesquisas afirmara que um constituinte fundamental do universo visível, o próton, é menor do que se pensava anteriormente, segundo estudo publicado na revista científica Nature.
© Paul Scherrer Institut (aparelho laser)
Medições revistas reduziram em 4% o raio da partícula que, embora não pareça muito, especialmente dado o tamanho infinitesimal do próton, em experimentos futuros pode representar um desafio a preceitos fundamentais da eletrodinâmica quântica (QED), a teoria de como a luz e a matéria interagem. Isto significa que o próton seria 0.00000000000003 milímetros menor.
O raio do próton apresentado na pesquisa é da ordem de 0,84 femtômetro. Experimentos mais antigos, no entanto, haviam fixado um valor mais próximo de 0,87. A diferença, embora pareça pequena, fica além das margens de erro estatístico e pode representar a primeira rachadura na couraça da QED, teoria que serviu de base para os cálculos realizados tanto na medição atual quanto nas anteriores.
Inicialmente, a equipe internacional de 32 cientistas, chefiada por Randolf Pohl, do Instituto Max Planck em Garching, Alemanha, só queria confirmar o que já se sabia e não derrubar conceitos.
Por décadas, os físicos de partículas usavam o átomo de hidrogênio como um parâmetro para medir o tamanho dos prótons, que são parte do núcleo atômico. A vantagem do hidrogênio é sua simplicidade incomparável: um elétron circunda um único próton.
Mas, se artigo estiver correto, esta unidade de medida esteve equivocada por uma margem pequena, porém crítica. "Nós não imaginávamos que haveria um abismo entre as medidas conhecidas do próton e as nossas próprias", diz o coautor do estudo, Paul Indelicato, diretor do Laboratório Kastler Brossel na Universidade Pierre e Marie Curie, em Paris.
O novo experimento, que é pelo menos 10 vezes mais preciso do que qualquer outro feito até agora, foi previsto por cientistas 40 anos atrás, mas só desenvolvimentos recentes na tecnologia o tornaram possível. O truque foi recolocar o elétron no átomo do hidrogênio com um múon negativo, uma partícula com a mesma carga elétrica, mas ao mesmo tempo 200 vezes mais pesado e instável.
A massa maior do múon dá ao hidrogênio muônico um tamanho atômico menor e permite uma interação muito maior com o próton. Como resultado, a estrutura do próton pode ser sondada com mais precisão do que usando o hidrogênio normal.
Jeff Flowers, cientista do Laboratório Nacional de Física britânico em Teddington, perto de Londres, disse que o trabalho pode levar as teorias da física de partículas a um novo território.
Se a descoberta for confirmada, será preciso mais do que o acelerador de partículas instalado no Laboratório Europeu de Física Nuclear (Cern), na Suíça, para testar o chamado Modelo Padrão, lista das partículas subatômicas que formam o Universo.
Se as medidas previamente aceitas sobre as quais centenas de cálculos foram feitos estiverem errados ou existir um problema com a própria teoria eletrodinâmica quântica, os físicos têm muito trabalho a fazer.
Agora, os teóricos vão refazer seus cálculos e mais experimentos serão feitos para confirmar ou refutar este estudo. Daqui a dois anos será feito um novo experimento no mesmo equipamento com hélio muônico.
Fonte: Nature
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