Em novo estudo, oscilação de partículas desafia Modelo Padrão da física
Medição mais precisa do momento magnético dos múons, que são os "primos" mais pesados dos elétrons, pode ajudar a descobrir nova física, segundo cientistas
Por Redação Galileu
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Uma equipe internacional de físicos trabalhando no experimento Muon g-2, no Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), nos Estados Unidos, fez uma medição de uma partícula fundamental oscilando que desafiou o Modelo Padrão da física.
O resultado, ainda não revisado por pares, mas submetido à revista Physical Review Letters, reforça conclusões de uma medição feita em 2021 e dobra a precisão dos cálculos. Neste novo feito, os pesquisadores dobraram sua medição anterior do momento magnético do múon. Em outras palavras, eles estudaram como esses "primos mais pesados” dos elétrons interagem com um campo magnético de 1,45 Tesla.
Conforme os cientistas explicam em artigo no site The Conversation, isso faz com que essas partículas oscilem como piões, com a taxa de oscilação proporcional à força do campo. “O experimento produz e armazena bilhões de múons em um ímã circular de 14 metros de diâmetro chamado anel de armazenamento”, descrevem os autores. “Eventualmente, os múons decaem para elétrons, que são contados por detectores no interior do anel.”
Múons versus elétrons
Embora parecidos com os elétrons, os múons são 207 vezes mais massivos. Eles são criados em colisões de partículas e decaem em seus “primos” mais leves logo depois.
O múon age como uma minúscula barra magnética devido ao fato dele ter carga elétrica e girar sobre si mesmo. A física quântica estabelece que sua força de campo, quantificada por uma constante adimensional chamada “g”, é igual a 2.
Por outro lado, a teoria do Modelo Padrão diz que o espaço vazio é preenchido com partículas “virtuais” (que aparecem rapidamente e somem), as quais afetam a interação do múon com o campo magnético, aumentando g para pouco mais de 2.
Essa diferença de “g-2” foi estudada no novo experimento feito pelos cientistas nos Estados Unidos. ”Quaisquer peças faltantes no Modelo Padrão modificariam a taxa em um valor ligeiramente maior ou menor do que o previsto, tornando-o uma poderosa ferramenta de pesquisa para nova física”, explicam os cientistas.
A equipe agora está trabalhando em um resultado experimental final, esperado para 2025, usando mais que o dobro de dados já utilizado. “A teoria e o experimento podem eventualmente não concordar, significando que novas partículas ou forças da natureza estiveram escondidas aqui o tempo todo”, afirma o grupo. “Isso pode significar que o Modelo Padrão acaba falhando – precisando de uma atualização."
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