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segunda-feira, 25 de novembro de 2019

A partícula 'X17': cientistas podem ter descoberto a quinta força da natureza

Caros Leitores;












Um novo artigo sugere que a misteriosa partícula subatômica X17 é indicativa de uma quinta força da natureza.

·         Em 2016, observações de pesquisadores húngaros sugeriram a existência de um tipo desconhecido de partícula subatômica.


·         Análises subsequentes sugeriram que essa partícula era um novo tipo de bóson, cuja existência poderia ajudar a explicar a matéria escura e outros fenômenos no Universo.

·         Um novo artigo da mesma equipe de pesquisadores está aguardando a revisão por pares.

Os físicos conhecem há muito tempo quatro forças fundamentais da natureza : gravidade, eletromagnetismo, força nuclear forte e força nuclear fraca.

Agora, eles podem ter evidências de uma quinta força.

A descoberta de uma quinta força da natureza poderia ajudar a explicar o mistério da matéria escura , que se propõe a constituir cerca de 85% da massa do Universo. Ele também poderia abrir o caminho para uma quinta teoria força unificada, que une forças nucleares juntos eletromagnéticas, fortes e fracos como "manifestações de uma grandiosa, força mais fundamental", como físico teórico Jonathan Feng colocá-lo em 2016.
As novas descobertas se baseiam em um estudo publicado em 2016 que ofereceu a primeira dica de uma quinta força.

Em 2015, uma equipe de físicos do Instituto de Pesquisa Nuclear da Hungria procurava "fótons escuros", que são partículas hipotéticas que "transportam" matéria escura. Para vislumbrar essas forças estranhas no trabalho, a equipe usou um acelerador de partículas para disparar partículas através de um tubo de vácuo em alta velocidade. O objetivo era observar o modo como os isótopos decaem após serem lançados em estados de alta energia - anomalias no comportamento das partículas podem sugerir a presença de forças desconhecidas.

Assim, a equipe observou atentamente o decaimento radioativo do berílio-8, um isótopo instável. Quando as partículas do berílio-8 decaíram, a equipe observou emissões inesperadas de luz: os elétrons e pósitrons do isótopo instável tendiam a romper-se exatamente a 140 graus. Isso não deveria ter acontecido, de acordo com a lei de conservação de energia . Os resultados sugeriram que uma partícula desconhecida foi criada no decaimento.
Um novo tipo de bóson

A partícula X17

Uma descoberta "revolucionária"

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Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia, Irvine (UCI), propôs que a partícula desconhecida não era um fóton escuro, mas um bóson - especificamente, um "bóson X protofóbico", o que indicaria uma quinta força fundamental. Em termos simples, os bósons são partículas da mecânica quântica que transportam energia e funcionam como a "cola" que mantém a matéria unida e controla as interações entre as forças físicas.
Como Robby Berman, da Big Think, escreveu em 2016:

"[No] Modelo Padrão de Física, cada uma das quatro forças fundamentais possui um bóson - a força forte possui glúons, a força eletromagnética é carregada por partículas de luz, ou fótons, e a força fraca é carregada por Bósons W e Z. O novo bóson proposto pelos pesquisadores da UCI é diferente de outros e, como tal, pode apontar para uma nova força.O novo bóson tem a característica intrigante de interagir apenas com elétrons e nêutrons a curtas distâncias, enquanto as forças eletromagnéticas normalmente agem sobre prótons e elétrons".

No novo artigo, publicado no arquivo de pré-impressão arXiv , a equipe húngara observou evidências semelhantes para um novo bóson, que elas chamam de partícula X17, já que sua massa é calculada em cerca de 17 megaeletronvolts. Desta vez, no entanto, as observações vêm da decomposição de um isótopo de hélio.

"Esse recurso é semelhante à anomalia observada no 8Be e parece estar de acordo com o cenário de decaimento do bóson X17", escreveram os pesquisadores em seu artigo. "Esperamos mais resultados experimentais independentes para a partícula X17 nos próximos anos".

A descoberta de uma quinta força da natureza forneceria um vislumbre do "setor escuro" , que em geral descreve forças ainda não observáveis ​​que não podem ser prontamente descritas pelo Modelo Padrão. Estranhamente, as partículas subatômicas nesta camada oculta do nosso universo dificilmente interagem com as partículas mais observáveis ​​do Modelo Padrão.

Uma quinta força poderia os cientistas entender melhor como essas duas camadas coexistem.

"Se verdadeiro, é revolucionário", disse Weng em 2016. "Durante décadas, conhecemos quatro forças fundamentais: gravitação, eletromagnetismo e as forças nucleares fortes e fracas. Se confirmada por mais experimentos, essa descoberta de um possível quinto a força mudaria completamente nossa compreensão do universo, com consequências para a unificação de forças e matéria escura".



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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).

Membro da Society for Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA (NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.


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