Hubble Heritage (STScI/AURA) / ESA / NASA
Imagem de Messier 74 pelo Telescópio Hubble.
E se o Universo for regido por cinco e não quatro forças fundamentais? Uma nova investigação, levada a cabo por cientistas húngaros, volta a sugerir a existência da “partícula X17”, o misterioso bosão associado à quinta força da natureza.
De acordo com o Modelo Padrão da Física, todas as interações do Universo se reduzem à manifestação de quatro forças fundamentais: gravidade, eletromagnetismo, interações nucleares fracas e interações nucleares forte.
Agora, uma nova investigação do Instituto de Pesquisa Nuclear Atomki, sediado em Budapeste, volta a frisar que pode existir uma outra força fundamental, ainda desconhecida, que pode ser a chave para alguns dos problemas por resolver da Física.
Foi em meados de 2016 que esta mesma equipa falou sobre a suposta quinta força fundamental, quando registaram anomalias na decomposição do isótopo instável de berílio-8. Cerca de um ano depois, a mesma análise foi repetida e confirmada por um grupo de físicos norte-americanos. Esta investigação foi à época publicada na revista científica especializada Physical Review Letters.
De acordo com uma nova investigação, liderada pelo físico Attila Krasznahorkay e cujos resultados foram disponibilizados no arXiv, surgiram agora novas evidências que dão força à existência desta quinta força, sustentada na existência do bosão X17.
Os primeiros procedimentos
Os isótopos de berílio-8 são extremamente instáveis e, durante o procedimento, os cientistas conseguiram chegar a este elemento ao bombardear lítio-7 com protões, tal como explica o portal Russia Today. Os núcleos de berílio de vida curta decompuseram-se imediatamente com a emissão de um fotão que, por sua vez, se decompôs imediatamente num eletrão e num positrão.
Devido à lei da conversação, o ângulo de dispersão deste par de partículas – o eletrão e o positrão – é menor, quanto maior seja a energia do fotão inicial. Tal como esperava, quanto maior é o ângulo, menos são as partículas observadas pelos cientistas.
Contudo, num ângulo de cerca 140º, foi detetado um salto repentino na formação de pares eletrão positrão. No estudo de 2016, os físicos não encontram nenhuma explicação para este fenómeno, a não ser a existência de uma partícula ainda desconhecida, cuja decomposição cria essa mesma anomalia.
Esta partícula é aproximadamente 33 vezes mais pesada do que o eletrão: a sua massa é de cerca de 16,7 megaeletronvolts (MeV) – daí a partícula ter sido batizada de X17. A sua vida útil rondará décimos de bilionésimos de segundo.
De acordo com os cientistas húngaros, o X17 pode ser um bosão de calibre, isto é, uma partícula portadora da quinta força fundamental ainda não descrita. O Modelo Padrão da Física associada cada uma das forças fundamentais a bosões de calibres correspondentes.
O novo estudo
O tipo de interação pela qual o Boson X17 pode ser responsável ainda é desconhecido, mas os cientistas confirmaram uma vez mais a sua existência no estudo recém-divulgado.
Desta vez, os cientistas recorreram à emissão de pares eletrão-positrão por núcleos de hélio excitados, que ocorre quando voltam a um estado de energia mais baixo.
Um número anormal de partículas foi encontrado em ângulos de aproximadamente 115 ° e os cálculos realizados pelos húngaros também permitiram associar este pico a partículas de massa de aproximadamente 16,84 MeV, confirmando, segundo escreveram os autores, a existência do novo bosão X17 e, consequentemente, a quinta força fundamental.
“O X17 pode ser uma partícula, que conecta o nosso mundo visível à matéria escura“, explicou o autor principal do estudo, Attila Krasznahorkay, em declarações à CNN.
Apesar de os resultados do novo estudo não terem ainda sido validado pelos pares, o novo estudo despertou já muito interesse na comunidade científica. Por esse mesmo motivo, novas equipas devem participar em testes futuros para encontrar novas provas do misterioso bosão X17.
Jonathan Feng, professor de Física e Astronomia da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, vai ainda mais longe, dizendo que estes resultados podem mudar tudo o que sabemos sobre o Universo. Se os resultados puderem ser replicados, “esta [descoberta] seria um Prémio Nobel“, disse, à mesma emissora norte-americana.
