Medida precisa de decaimento pode ter confirmado teoria da física moderna

Imagem de capa: Autor desconhecido, extraído da internet.

Todas as teorias físicas são, em maior ou menor grau, apenas representações simplificadas da realidade e, como consequência, têm um alcance específico de aplicabilidade. Muitos cientistas que trabalham no experimento LHCb no CERN, Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear em português e do antigo acrônimo para Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire em francês, tinham esperado que a precisão excepcionalmente acurada na medida do raro decaimento do méson Bs0 finalmente delineasse os limites do Modelo Padrão, a teoria atual da estrutura da matéria, e revelasse os primeiros fenômenos desconhecidos pela física moderna. No entanto, o resultado espetacular da última análise só serviu para estender a gama de aplicabilidade do Modelo.

Mésons são partículas instáveis que surgem como resultado de colisões de prótons. Os físicos estavam convencidos de que em alguns decaimentos muito raros dessas partículas poderiam ocasionar em processos que levariam a ciência à trilha da nova física, com a participação de partículas elementares anteriormente desconhecidas. No entanto, a análise mais recente, realizada para um número muito maior de eventos, obteve um resultado que mostra excelente concordância com as previsões do Modelo Padrão.

O Modelo Padrão é um modelo teórico construído na década de 70 para descrever fenômenos que ocorrem no mundo das partículas elementares. Nele, a matéria é formada de partículas elementares de grupo chamado férmions, incluindo quarks (up, down, strange, charm, bottom e top) e outro chamado léptons (elétrons, múons, tauons e seus neutrinos associados). No Modelo, existem também partículas de antimatéria, associadas às suas respectivas partículas de matéria. Os bósons intermediários são responsáveis por transportar forças entre férmions: os fótons são os portadores de forças eletromagnéticas, oito tipos de glúons são portadores de forças fortes, e os bósons W +, W- e Z0 são responsáveis por transportar forças fracas. O bóson de Higgs recentemente descoberto no LHC dá massa de partículas (todas elas exceto glúons e fótons).

“Este resultado é uma vitória espetacular, só que é ligeiramente… pírrica. É de fato um dos poucos casos em que ocorre tal grande conformidade da experimentação com a teoria, em vez de ser uma ocasião para regozijar, lentamente começa a levar a preocupação. Juntamente com a melhoria na precisão da medição dos decaimentos dos mésons Bs0 esperávamos ver novos fenômenos, além do Modelo Padrão, que sabemos com certeza que não é a teoria final. Mas em vez de apreciar a descoberta do prenúncio de uma revolução científica, apenas mostramos que o modelo é mais preciso do que inicialmente pensávamos “, diz o Prof. Mariusz Witek, do Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências (IFJ PAN) em Cracóvia.

“A medição espetacular do decaimento do B méson em um par múon e antimúon concorda com as previsões do Modelo Padrão com uma precisão de até nove casas decimais!” Enfatiza o Prof. Witek.

Apesar do resultado, os físicos estão confiantes de que o Modelo Padrão não é uma teoria perfeita. Não leva em conta a existência da gravidade, não explica o domínio da matéria sobre a antimatéria no universo contemporâneo, não oferece explicação sobre a natureza da matéria escura, não dá respostas sobre por que os férmions são compostos de três famílias. Além disso, para que o Modelo Padrão funcione, mais e 20 constantes empiricamente escolhidas têm de ser contabilizadas, incluindo a massa de cada partícula.

Traduzido e adaptado de EurekAlert