O modelo padrão da física de partículas está incorreto em pontos-chave? Recentemente, tem havido um aumento nas observações experimentais que se desviam das previsões desta teoria física amplamente aceita. Um estudo atual da Universidade de Bonn agora fornece evidências ainda mais fortes da existência de uma "nova física". A versão final do artigo já está publicada na revista. Letras de Física B . O autor principal, Chien-Yeah Seng, apresentará os resultados em meados de outubro na reunião de outono da Sociedade de Física dos EUA.

O modelo padrão da física de partículas descreve os blocos de construção que compõem o mundo - nós, humanos, os grãos de areia na praia, a água do oceano em que nos resfriamos, mas também o sol que arde sobre nós. O modelo também explica quais forças atuam entre essas partículas elementares, e nos permite entender muitos fenômenos físicos.

"Contudo, também há questões que esta teoria não pode responder, "explica o Dr. Chien-Yeah Seng, um pesquisador de pós-doutorado no Instituto Helmholtz de Radiação e Física Nuclear da Universidade de Bonn. "Por exemplo, a maioria dos pesquisadores assume que 95 por cento do nosso universo é composto de matéria escura e energia escura, que não podemos detectar diretamente com nossos instrumentos de medição. Mas a existência desses componentes misteriosos não pode ser deduzida do Modelo Padrão. "

Muitos pesquisadores, portanto, presumem que o Modelo Padrão ainda não é a resposta final, mas deve ser complementado ou até mesmo alterado fundamentalmente. Um número crescente de descobertas experimentais também apontam nessa direção, por exemplo, aqueles relativos à decadência dos chamados kaons. Essas partículas são um componente dos raios cósmicos que emanam de estrelas e galáxias. Eles não são estáveis, mas decai em média após alguns bilionésimos de segundo.

Pequena discrepância entre medição e teoria

Um parâmetro do modelo padrão chamado Vus descreve essa decadência. Seu valor pode ser extraído matematicamente de dados de medição de experimentos. Contudo, se isso for feito para diferentes caminhos de decadência de kaons, resultados diferentes são obtidos para Vus. "Isso pode ser uma indicação de física além do modelo padrão, "Seng esclarece.

Mas não é totalmente certo. Isso ocorre porque existem basicamente três razões possíveis para essa discrepância:Em primeiro lugar, as medições nos experimentos podem estar erradas ou muito imprecisas. Segundo, talvez o cálculo dos decaimentos relevantes no Modelo Padrão não seja preciso o suficiente. Ou, terceiro, o modelo padrão está realmente incorreto neste ponto. "A primeira explicação agora é considerada improvável, "enfatiza o Prof. Dr. Ulf Meißner, do Instituto Helmholtz." Por um lado, agora é possível determinar Vus experimentalmente com precisão crescente. Segundo, essas medições já foram repetidas muitas vezes. "

A teoria está errada? Ou o cálculo é muito impreciso?

Contudo, ainda não está claro se os cálculos dos decaimentos dentro da estrutura do Modelo Padrão são precisos o suficiente para extrair Vus. Isso ocorre porque calculá-los só é possível em um grau aproximado, e apenas com o uso de supercomputadores extremamente poderosos. Além do mais, até mesmo os computadores mais rápidos estariam ocupados por décadas para atingir uma precisão computacional suficientemente alta. "Contudo, precisamos de alta precisão para termos confiança suficiente de que a discrepância entre os valores Vus é de fato indicativa de um erro no modelo padrão, "Seng enfatiza.

Junto com colegas, o jovem pesquisador da Malásia desenvolveu agora um método que pode reduzir significativamente o tempo de computação. "Fazer isso, dividimos o problema - extraindo Vus com precisão - em muitos subproblemas mais simples, ", diz ele." Isso tornou possível determinar o valor de Vus a partir do decaimento de Kaon muito mais rápido e com mais precisão do que antes. "

A evidência de uma 'nova física' se intensifica

Os resultados confirmam a discrepância entre os valores de Vus. A evidência de uma "nova física" além do Modelo Padrão tornou-se, portanto, mais forte. "Não podemos ter certeza ainda, no entanto, "diz Seng, que apresentará suas descobertas em meados de outubro na reunião de outono da American Physical Society. "Por isso, nossos cálculos precisam se tornar um pouco mais precisos. Mas se nossos resultados forem confirmados, certamente seria uma das descobertas mais importantes da física de partículas nos últimos anos. "