“Se confirmada por outros experimentos, esta descoberta de uma possível quinta força iria mudar completamente a nossa compreensão do universo”, disse o professor de UCI de física e astronomia Jonathan Feng, incluindo o que mantém unidas as galáxias do Universo”.
Descobertas recentes indicam a possível descoberta de uma partícula subatômica previamente desconhecida que pode ser evidência de uma quinta força fundamental da natureza, de acordo com um artigo publicado na revista Physical Review Letters pelos físicos teóricos da Universidade da Califórnia, Irvine.
“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 confirmada por outros experimentos, esta descoberta de uma possível quinta força iria mudar completamente a nossa compreensão do universo, com consequências para a unificação das forças e a matéria escura “.
Os pesquisadores da UCI se basearam em um estudo de meados de 2015, feito por físicos nucleares experimentais na Academia de Ciências da Hungria, que estavam à procura de “fótons escuros,” partículas que poderiam formar a matéria escura invisível, que os físicos dizem que compõe cerca de 85 por cento da massa do universo. O trabalho dos húngaros ‘descobriu uma anomalia de 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 se era uma partícula que transmite força”.
O grupo UCI estudou os 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 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 artigo de acompanhamento amplificando as conclusões do primeiro trabalho foi divulgado sexta-feira, no mesmo site.
O trabalho do UCI demonstra que, em vez de ser um fóton escuro, a partícula pode ser um “Higgs fotofófico X.” Enquanto a força elétrica normal age sobre elétrons e prótons, esta partícula de Higgs recém-descoberta interage apenas com os elétrons e nêutrons – e em uma gama extremamente limitada. O co-autor Timothy Tait, professor de física e astronomia, disse: “Não há outro tipo de partícula Higgs que temos observado com essa mesma característica. Às vezes nós também os chamamos de ‘Higgs X’ onde ‘X’ significa desconhecido. “
Feng observou que novas experiências são cruciais. “A partícula não é muito pesada, e os laboratórios tiveram as energias necessárias para encontrá-la desde os anos 50 e 60”, disse ele. “Mas a razão de ela ser tão difícil de encontrar é que suas interações são muito débeis.”
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 maior, uma força mais fundamental.”
Citando o entendimento dos físicos 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 comuniquem-se uns aos outros e interagir uns com os outros através de interações pouco veladas, mas fundamentais”, disse ele. “Esta força escura pode se manifestar como esta força fotofóbica que estamos vendo como resultado da experiência húngara. Num sentido mais amplo, ela se encaixa com a nossa pesquisa original para compreender a natureza da matéria escura.”
Traduzido e adaptado de Phys