DESY/Science Communication Lab
Um raio laser ultraintenso expulsa tantos elétrons do átomo de Iodo (dir.) que o átomo começa a arrastar elétrons do resto da molécula (esq.) – apenas para os expulsar também
Pela primeira vez, físicos conseguiram fazer a medição precisa da força entre elétrons e prótons, a chamada força nuclear fraca.
Físicos internacionais aproveitaram uma particularidade estranha da física de partículas para conseguirem obter uma medida sólida em uma das forças fundamentais mais fracas da natureza. Esse esforço internacional foi conduzido no Jefferson Lab, laboratório pertencente ao governo norte-americano.
As interações entre as partículas ocorrem em quatro categorias, que podem ainda se combinar em energias altas. A primeira categoria é a gravidade, responsável por manter juntos os planetas, exigindo assim pedaços de matéria do tamanho de um planeta para que seja possível observar seus efeitos.
A segunda força, que também já é nossa conhecida, é o eletromagnetismo, responsável por manter as moléculas juntas. Na sequência, encontramos a força nuclear forte, que é uma espécie de “cola” dos núcleos atômicos, atuando sobre distâncias minúsculas para ligar partículas quarks a prótons e nêutrons.
Por último, a estranha força nuclear fraca, que ajuda alguns átomos a passarem pelo decaimento radioativo e transforma nêutrons em prótons. Através da medição, os cientistas descobriram que, mesmo sendo tão leve quanto a gravidade, a interação nuclear fraca representa apenas uma fração da atração entre as cargas de um próton e de um elétron.
Ross Young, físico da Universidade de Adelaide, explica que fazer a medição era muito difícil “porque a força fraca é muito mais fraca do que a eletromagnética“.
Os físicos aproveitaram uma descoberta feita nos anos 1950. O estudo, publicado na quarta-feira (9), na Nature, sustenta que grande parte da física segue uma regra de equilíbrio e simetria. Isso significa que se trocássemos cargas positivas por negativas, tudo ficaria praticamente igual.
Já a força nuclear fraca é uma exceção importante, devido a um viés de esquerda e direita no colapso das partículas que estão envolvidas nesta força.
Assim, girar elétrons tanto para a direita como para a esquerda, e “atirá-los” contra prótons, faz com que haja um efeito de ricochete de maneira precisa dependendo da direção ou “helicidade”, dependendo da sua rotação.
“A diferença entre as duas configurações de helicidade é de menos de 300 para cada 1 bilhão de elétrons espalhados”, explicou Young. “Medindo essa pequena diferença com muita precisão, conseguimos determinar a fraca carga do próton”.
Os resultados da experiência estão alinhados com o que seria esperado, dentro da nossa compreensão atual da física de partículas, o Modelo Padrão.
Ciberia // ZAP
