A grande explicação que os físicos usam para descrever como o universo funciona pode ter algumas novas falhas importantes para corrigir depois que uma partícula fundamental foi encontrada com mais massa do que os cientistas pensavam.
“Não é apenas algo errado”, disse Dave Toback, físico de partículas da Texas A&M University e porta-voz do Fermi National Accelerator Lab do governo dos EUA, que conduziu os experimentos. Se replicado por outros laboratórios, "significa literalmente que algo fundamental em nossa compreensão da natureza está errado".

Os físicos do laboratório colidiram partículas ao longo de dez anos e mediram a massa de 4 milhões de bósons W. Essas partículas subatômicas são responsáveis ​​por uma força fundamental no centro dos átomos e existem por apenas uma fração de segundo antes de se decomporem em outras partículas.

“Eles estão constantemente surgindo e desaparecendo na espuma quântica do universo”, disse Toback.

A diferença de massa do que a teoria predominante do universo prevê é grande demais para ser um erro de arredondamento ou qualquer coisa que possa ser facilmente explicada, de acordo com o estudo de uma equipe de 400 cientistas de todo o mundo publicado quinta-feira na revista Science. .

O resultado é tão extraordinário que deve ser confirmado por outro experimento, dizem os cientistas. Se confirmado, apresentaria um dos maiores problemas até agora com o detalhado livro de regras dos cientistas para o cosmos, chamado de modelo padrão.

O físico da Duke University, Ashutosh V. Kotwal, líder do projeto de análise, disse que é como descobrir que há um quarto escondido em sua casa.

Os cientistas especularam que pode haver uma partícula não descoberta que está interagindo com o bóson W que poderia explicar a diferença. Talvez a matéria escura, outro componente mal compreendido do universo, possa estar desempenhando um papel. Ou talvez haja apenas uma nova física envolvida que eles simplesmente não entendem no momento, disseram os pesquisadores.

O modelo padrão diz que um bóson W deve medir 80.357.000.000 elétron-volts, mais ou menos seis milhões.

"Encontramos um pouco mais do que isso. Não muito, mas é o suficiente", disse Giorgio Chiarelli, outro cientista da equipe do Fermi e diretor de pesquisa do Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear. A escala da equipe do Fermi colocou o bóson W em 80.433.000.000 elétron-volts, mais ou menos nove.

Não parece uma grande diferença, mas é enorme no mundo subatômico.

Mas tanto a equipe quanto os especialistas não envolvidos na pesquisa disseram que uma alegação tão grande requer provas extras de uma segunda equipe, que eles ainda não têm.

"É uma medição incrivelmente delicada, requer a compreensão de várias calibrações de vários pequenos efeitos", disse Claudio Campagnari, físico de partículas da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, que não fazia parte da equipe do Fermi. "Esses caras são muito bons. E eu os levo muito a sério. Mas acho que no final das contas o que precisamos é de uma confirmação por outro experimento."

Anteriormente, medições menos precisas do bóson W feitas por outras equipes descobriram que ele era mais leve do que o previsto, então "talvez haja algo instável sobre esse experimento", disse o físico do Caltech Sean M. Carroll, que não fez parte da pesquisa e disse que "absolutamente vale a pena levar muito a sério".

A descoberta é importante por causa de seu efeito potencial no modelo padrão da física.

"A natureza tem fatos", disse Kotwal, da Duke. "O modelo é a maneira como entendemos esses fatos."

Os cientistas sabem há muito tempo que o modelo padrão não é perfeito. Não explica bem a matéria escura ou a gravidade. Se os cientistas têm que entrar e mexer com isso para explicar essas descobertas, eles precisam ter certeza de que não descontrole as equações matemáticas que agora explicam e predizem outras partículas e forças, disseram os pesquisadores.

É um problema recorrente com o modelo. Um ano atrás, uma equipe diferente encontrou outro problema com o modelo padrão e como os múons reagem.

"A mecânica quântica é realmente bonita e estranha", disse Toback. "Qualquer um que não tenha sido profundamente perturbado pela mecânica quântica não a entendeu." + Explorar mais

A medição mais precisa já feita da massa do bóson W sugere que o modelo padrão precisa ser melhorado

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