X17. Fenómeno misterioso indicia quinta força fundamental do Universo

por Graça Andrade Ramos - RTP
Quinta força pode guardar chave para compreender a matéria escura DR

Um fenómeno inesperado foi detetado por físicos húngaros e anunciado em 2016. Agora, três anos depois e utilizando equipamentos ainda mais precisos, os cientistas confirmaram os resultados iniciais que apontam para a existência de algo novo, uma nova partícula que, admitem, poderá veicular a quinta força fundamental no Universo. Aquela que físicos de todo o mundo tentam encontrar há décadas.

Os cientistas húngaros, liderados por Attila Krasznahorkay, chamaram-lhe X17 - a letra devido à sua natureza misteriosa e o número indicativo da sua massa única.

Em todos os laboratórios do mundo, os pesquisadores têm tentado desde 2016 replicar a experiência dos húngaros, sem resultados.

Só o novo acelerador de partículas recentemente adquirido pelo Atomki, o Instituto de Pesquisa Nuclear de Debrecen, Hungria, e um espectrómetro completamente reconstruído, foram capazes de projetar o fenómeno e de confirmar as observações iniciais.

A massa da nova partícula estará algures entre a massa de um eletrão (aproximadamente 0.5 MeV) e a massa de um muon (140 MeV) [as massas habitualmente estudadas pelos físicos de partículas e os físicos nucleares], num intervalo onde se pensava não existir mais nada.

As pesquisas efetuadas no Atomki no início do século centraram-se na área dos 18 MeV, sem obter resultados. Foi quando mudaram para os 17 MeV que foi detetado um sinal forte de que algo forçava os positrões e eletrões a comportarem-se de forma anómala.
Um novo tipo de bosão
No primeiro estudo, publicado em maio de 2016 na revista Nature, Attila Krasznahorkay e a sua equipa descobriram que um isótopo de berílio-8 gerava eletrões e positrões que se afastavam inesperadamente num ângulo de 140 graus. O comportamento era percetível em vários pares.

Recentemente, para confirmar os resultados, Krasznahorkay pegou noutro elemento, um átomo de hélio com o núcleo igualmente excitado, e deparou com o mesmo fenómeno, apesar de, inesperadamente, o ângulo de separação de eletrões e positrões ser outro, de 115 graus.

A comunidade científica sugere a ideia de que a separação implica um novo tipo de bosão fundamental.

E, como as características dessa partícula não coincidem com as das outras forças já identificadas, surgiu a teoria de que se teria finalmente detetado uma quinta força da natureza.
O lado negro do Universo
Os atuais modelos da Física admitem a existência de quatro interações (ou forças) fundamentais que mantêm o Universo unido. São elas a gravidade, o eletromagnetismo e as forças nucleares fraca e forte. Estas duas últimas são responsáveis por manter unidos átomos e partículas fundamentais.

Só que a parte visível do Universo corresponde a menos de cinco por cento do total da massa-energia que o constitui.

O restante, 95,1 por cento, só pode ser inferido pelo seu efeito gravitacional sobre a matéria visível, como estrelas, galáxias e aglomerados de galáxias.

A comunidade científica chama-lhe, por isso, matéria e energia negras.

As equações que explicam as quatro forças fundamentais acima referidas são incapazes de descrever os atributos da matéria e da energia negras.

Muitos físicos acreditam assim que tem de existir uma quinta força, até agora desconhecida ou, melhor dizendo, não detetada, que possa lançar luz sobre o lado negro do Universo.

A comunidade científica admite, que, uma vez que já se sabe que os bosões carregam uma das forças fundamentais que lhes corresponde [por exemplo, os fotões carregam o eletromagnetismo, e os gluões a força forte], a existência desta nova partícula poderá vir a ser explicada pela tal quinta força.

Attila Krasznahorkay, frente ao espectómetro no laboratório Atomki, Hungria Foto: DR
Prémio Nobel à vista
Se não for apenas uma ilusão causada pelo método experimental, a descoberta poderá ajudar a compreender ainda melhor as forças que regem o Universo, e os cientistas acreditam que essa suposta quinta força pode ser uma das chaves para entender melhor as propriedades e o comportamento da parte (para nós) não visível.

Para já, e apesar do entusiasmo da comunidade científica, contenção e prudência são as palavras de ordem. A X17 poderá ser o fotão negro tão procurado pela Física, mas pode igualmente ser muitas outras coisas, por exemplo o "bosão fotofóbico" sugerido por cientistas norte-americanos.

É demasiado cedo para saber.

Nenhum outro grupo de físicos de partículas ou de físicos nucleares tem para já os instrumentos necessários para sequer detetar a nova partícula. Deverão ser necessários vários anos para construir os equipamentos capazes de estudar este novo mistério.

A confirmar-se que esta nova partícula fundamental é um bosão e, por arrasto, a existência de uma quinta força universal de propriedades ainda desconhecidas, a descoberta poderá valer o Prémio Nobel aos cientistas húngaros.
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