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950.   Existe uma Quinta Força Fundamental ?

Resultados do Grande Colisor de Hádrons sugerem uma partícula bizarra nova que
não se enquadra nas leis físicas



  Os primeiros sinais de uma partícula mais pesada que o bóson de Higgs foram observados no Grande Colisor de Hádrons (LHC).

  Inexplicada pelos modelos correntes, sua existência pode levar a todo um novo conjunto de partículas e possivelmente mesmo a uma quinta força fundamental.

  Mas os primeiros resultados não são suficientes para confirmar que a partícula existe, e mais medições ainda devem ser feitas quando o LHC começar a funcionar de novo mês que vem.

  Em dados produzidos no último dezembro no LHC em Genebra, duas medições separadas indicaram o que pareceu ser uma partícula seis vezes mais pesada que o bóson de Higgs.

  Se isto se comprovar real, e não apenas uma perturbação nas medições, seria uma notável descoberta.

  “Isto seria alguma coisa completamente além do Modelo Padrão, e a ponta do iceberg de um grande conjunto novo de partículas”, disse o Professor John Ellis, físico teórico do Colégio Real de Londres para o MailOnline, “se ela existir!”

  Dois dos detectores, ATLAS e CMS, estavam procurando por novas partículas através da contagem do decaimento de partículas que terminasse em dois fótons.

  Medir fótons é um bom método para detectar novas partículas porque fótons são fáceis de detectar e os físicos sabem o que esperar em termos de resultados a partir de eventos básicos.

  Ambos registraram separadamente fótons com uma energia combinada de 750 GeV.

  Quando partículas decaem em fótons, elas liberam energia equivalente à sua massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado.

  Todos nós estamos familiarizados com a equação mais famosa de Einstein, e esta observação é ela em ação. Isto significa que a partícula que produziu estes fótons é uma ainda desconhecida com esta exata quantidade de energia na forma de massa.

  “Ela pesa cerca de 750 GeV (Nota 1), correspondendo a cerca de seis vezes mais massa que o bóson de Higgs, e quase 800 vezes mais massa que o próton”, disse Ellis.

  Foi uma “corcova” similar que deu as primeiras sugestões para o bóson de Higgs.

  Mas a diferença agora é que a existência do bóson de Higgs já havia sido prevista.

  Esta nova partícula, se existir, não foi prevista pelo Modelo Padrão, e deste modo poderia abrir aos físicos todo um novo mundo inexplorado e levaria à descoberta de um novo conjunto de partículas.

  O Modelo Padrão afirma que tudo no Universo é feito a partir dos mais básicos blocos de construção chamados “partículas fundamentais”, que são governadas por quatro forças : gravidade, eletromagnetismo, nuclear fraca e nuclear forte.

  As forças trabalham sobre diferentes alcances e têm intensidades diferentes.

  Esta nova partícula, se existir, não se enquadraria na descrição dada pelo Modelo Padrão e deste modo levaria a toda uma nova área da física de partículas a ser explorada pelos físicos.

  Alguns sugeriram que poderia mesmo levar à descoberta de uma quinta força fundamental.

  “Isto é possível, mas deve haver pelo menos um conjunto de partículas desconhecidas para explicar como esta nova partícula decai, e provavelmente como é produzida”, disse Ellis.

  Este desenvolvimento é excitante porque o Modelo Padrão deixou algumas questões não respondidas por anos, então os cientistas estão animados para se livrar dele e encontrar novas teorias.

  Ele não pode explicar a gravidade, por exemplo, porque é incompatível com nossa melhor explicação de como a gravidade funciona – a Relatividade Geral, nem explica as partículas de matéria escura.

  A Teoria Quântica usada para descrever as partículas elementares no Universo, e a Teoria da Relatividade Geral usada para descrever os maiores objetos do Universo, são também difíceis de conciliar.

  Ninguém conseguiu tornar as duas matematicamente compatíveis no contexto do Modelo Padrão.

  De acordo com a teoria do Big Bang, matéria e antimatéria foram criadas em quantidades iguais no início do Universo e deste modo elas deveriam ter-se aniquilado uma à outra totalmente no primeiro segundo de existência do Universo ou próximo disso.

  Isto significa que o cosmo deveria estar cheio de luz e pouca coisa mais.

  Mas porque não é assim, deve ter havido uma diferença sutil na física da matéria e antimatéria que deixou o Universo com um excesso de matéria e que formou as estrelas que vemos, o planeta em que vivemos e nós mesmos.

  Mas as observações feitas por enquanto não são suficientes para confirmar a existência de uma partícula.

  Os físicos do CERN devem ter certeza que as observações não foram devidas apenas ao acaso, então isto leva à necessidade de coletar muito mais dados e esperar que a partícula seja registrada de novo.

  Muitos continuam incrédulos.

  “De fato, não vejo ainda picos estatisticamente convincentes que possam apontar para a existência de uma nova partícula nos dados do LHC”, disse ao MailOnline o Professor Patrick Janot, trabalhando no detector CMS do CERN.

  O LHC começará a fazer novas colisões no próximo mês, e os resultados que poderão confirmar ou refutar a existência desta partícula estarão disponíveis por volta do verão.

  “Vocês ouvirão declarações sólidas no verão”, disse Janot, “quando muito mais dados do que em 2015 estiverem acumulados em 13 TeV”.

Fonte : Daily Mail, 10/03/2016

Autor : Abigail Beall

Nota 1 do Site : Em física de partículas se usa corriqueiramente a energia representando a massa da partícula.



Dois dos detectores, ATLAS e CMS, estavam procurando por novas partículas através da contagem do decaimento de partículas que terminasse em dois fótons, e descobriram uma potencial nova partícula. A ilustração mostra dois fótons de alta energia, cuja energia, apresentada em vermelho, foi medida no CMS

Em dados produzidos no último dezembro, duas medições separadas nos detectores ATLAS e CMS indicaram uma partícula seis vezes mais pesada que o bóson de Higgs. O LHC começará a fazer mais colisões no próximo mês, abril de 2016, e especialistas podem esperar confirmação ou refutação no verão

Quando partículas decaem em fótons, elas liberam energia equivalente à sua massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado. As medições registraram separadamente fótons com uma energia combinada de 750 GeV, cerca de seis vezes mais pesados do que o bóson de Higgs, algo que não foi predito pela teoria corrente descrevendo a física das partículas

Os detectores registraram fótons com uma energia combinada de 750 GeV

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