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| “Se confirmado por outros experimentos, esta descoberta de uma possível quinta força iria mudar completamente a nossa compreensão do universo”, diz o professor de UCI de física e astronomia Jonathan Feng, incluindo o que mantém unidas as galáxias como esta espiral, chamada NGC 6814. Crédito : ESA / Hubble e NASA; Reconhecimento: Judy Schmidt. |
“Se for verdade, é revolucionário”, disse Jonathan Feng, professor de física e astronomia. “Durante décadas, a gente conhece quatro forças fundamentais: Gravitação, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca. Se confirmado por outros experimentos, 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”.
Os pesquisadores da UCI estão em cima deste estudo desde meados de 2015, físicos nucleares experimentais na Academia de Ciências da Hungria, que estavam à procura de “fótons escuros,” partículas que significariam a matéria escura invisível, que os físicos dizem que compõe cerca de 85% da massa do universo. O trabalho dos húngaros ‘descobriu uma anomalia decaimento radioativo que aponta para a existência de uma partícula de luz apenas 30 vezes mais pesada do que um elétron.
“Os experimentalistas não foram capazes de afirmar que era uma nova força”, disse Feng. “Eles simplesmente viram um excesso de eventos que indicam uma nova partícula, mas não estava claro para eles se era uma partícula de matéria ou de uma partícula que transmite força”.
O grupo UCI estudou dados dos pesquisadores húngaros, bem como todas as outras experiências anteriores nesta área e mostrou que a evidência desfavorece fortemente ambas as partículas de matéria e fótons escuros. Eles propuseram uma nova teoria, no entanto, que sintetiza todos os dados existentes e determinaram que a descoberta pode indicar uma quinta força fundamental. A sua análise inicial foi publicada no final de abril no servidor público on-line arXiv, e um paper de acompanhamento amplificando as conclusões do primeiro trabalho foi divulgado sexta-feira, no mesmo site.
O trabalho da UCI demonstra que, em vez de ser um fóton escuro, a partícula pode ser um “X protofobico-Higgs.” Enquanto a força elétrica normal age sobre elétrons e prótons, esta recém-descoberta de Higgs interage apenas com os elétrons e nêutrons – e em uma gama extremamente limitada. O co-autor Análise Timothy Tait, professor de física e astronomia, disse: “Não há outro Higgs que temos observado que tem essa mesma característica. Às vezes nós também só chamamos de ‘X Higgs,’ onde ‘X’ significa desconhecido”.
Feng observou que novas experiências são cruciais. “A partícula não é muito pesada, e os laboratórios tem as energias necessárias para estuda-lo desde os anos 50 e 60”, disse ele. “Mas a razão que tem sido difícil de encontrar 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-se os pedidos iniciais, agora que eles sabem onde procurar”.
Como muitos avanços científicos, este abre inteiramente novos campos de investigação.
Uma direção que intriga Feng é a possibilidade de que essa potencial quinta força pode ser unida às forças eletromagnética e nuclear forte e fraca como “manifestações de uma força maior e mais fundamental”.
Citando os físicos e o entendimento do modelo padrão, Feng especula que pode haver também um setor escuro separado com sua própria matéria e forças. “É possível que estes dois setores conversem uns aos outros e interajam com os outros através de interações pouco veladas, mas fundamentais”, disse ele. “Esta força setor escuro pode se manifestar como estamos vendo a força protofóbica no resultado da experiência húngara. Num sentido mais amplo, ele se encaixa com a nossa pesquisa original para compreender a natureza da matéria escura.”
Por: Phys.org
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