Cientistas americanos abordaram a descoberta da quinta força da natureza – um campo ou partícula elementar desconhecida da ciência

Físicos do Fermilab apresentaram os resultados de um experimento para medir a anomalia do momento magnético do múon (AMMM) – uma partícula elementar extremamente instável. O conjunto de dados de duas observações mostrou desvios significativamente significativos nos parâmetros AMMM medidos, cuja natureza não pode ser explicada dentro da estrutura do Modelo Padrão da física de partículas elementares. Isso significa que algo desconhecido da ciência afeta o momento magnético do múon.

Anel de armazenamento de múons. Fonte da imagem: colaboração Muon g-2

O múon é instável, mas é muito massivo – 207 vezes mais pesado que o elétron. E se uma coisa tão pesada tiver um momento magnético, será mais fácil monitorá-lo e medi-lo do que no caso de detectar o momento magnético de um elétron, e os cientistas conseguiram medir a anomalia do momento magnético de um elétron com alta precisão. Mas com um elétron, tudo é simples. A fonte de sua anomalia do momento magnético é conhecida – esta é a interação com os quanta do campo eletromagnético – e esse desvio é consistente com os cálculos teóricos.

Quanto à anomalia do momento magnético do múon, ela não pode ser explicada dentro da estrutura do Modelo Padrão. Além dos campos e partículas que conhecemos, o momento magnético do múon desvia algo que a física moderna não tem ideia. Se os cientistas pudessem medir esse efeito desconhecido com precisão suficiente – simplesmente mostrar que ele existe, isso abriria caminho para a chamada Nova física, pois significaria a presença de forças desconhecidas (campos) ou partículas elementares em natureza. O múon pesado é ideal para tais experimentos, e os dados mais recentes dos cientistas do Fermilab são um dos novos passos ao longo do caminho.

Duas sessões de observações de longo prazo nas instalações do Fermilab como parte do experimento Muon g-2 deram um resultado impressionante, mas ainda controverso. Os cientistas relataram que a confiabilidade da anomalia medida do momento magnético do múon era de 5 sigma, o que é suficiente para reivindicar a descoberta. Em outras palavras, os cientistas, com confiabilidade reconhecida na ciência, provaram que existem campos ou partículas no mundo que vão além do Modelo Padrão (matéria escura e energia escura, que há muito estão além do nosso conhecimento da física do Universo, foram imediatamente “ofendido” por isso).

Mas há uma sutileza. No trabalho científico de medição do AMMM, os cientistas do Fermilab usaram dados teóricos até 2020 e estão desatualizados, inclusive devido ao trabalho de físicos russos. Cientistas do Instituto de Física Nuclear. GI Budker SB RAS (INP SB RAS) realizou experimentos que lançaram dúvidas sobre os cálculos para 2020. Se isso for levado em consideração, a confiabilidade da medição AMMM no Fermilab cai abaixo de uma marca significativamente confiável de 5 sigma e não pode ser considerada uma descoberta.

Cientistas americanos reconhecem isso e continuam coletando estatísticas em novas medições AMMM em suas instalações e pretendem superar os limites teóricos de medição da anomalia do momento magnético do múon até o final de 2025, a fim de provar ou refutar a existência no mundo de um “quinta” força desconhecida ou uma partícula elementar desconhecida. Mas algo faz os cientistas suspeitarem que existe uma Nova Física e o Modelo Padrão, mais cedo ou mais tarde, terá que se despedir.