Imagine mover um anel magnético gigante, de 15 toneladas, por mais de cinco mil quilômetros! Foi exatamente isso que cientistas fizeram há 12 anos, levando o equipamento até o laboratório Fermilab, nos EUA. O objetivo? Estudar uma partícula subatômica fascinante, o múon. Essa partícula é como um primo pesado do elétron, só que mais instável.
Agora, a equipe do Fermilab finalmente divulgou os resultados finais desse experimento de anos. Eles conseguiram a medição mais precisa já feita da oscilação dessa partícula. Esse trabalho é um grande passo para a física e pode nos ajudar a entender melhor do que o Universo é feito e como ele realmente funciona.
Em poucas palavras:
- Um anel magnético de 15 toneladas foi usado para medir a oscilação do múon;
- O objetivo era verificar se essa partícula falaria sinais de forças ou partículas desconhecidas no Universo;
- O experimento confirmou o valor de g-2, mas há duas previsões teóricas que ainda não se conciliaram;
- A medição final atingiu precisão recorde, porém coincide com uma previsão que não sugere nova física;
- Mesmo sem novidades, o estudo é crucial para entender limites da teoria atual e buscar novas direções.
Para entender o que está acontecendo, precisamos saber que a oscilação do múon pode ser calculada pela teoria atual, o Modelo Padrão. Mas tem um detalhe: existem duas previsões diferentes para o valor dessa oscilação! O resultado do Fermilab bate com uma delas. O desafio é que os cientistas ainda não sabem qual previsão está certa. Enquanto essa dúvida existir, é difícil dizer com certeza se algo totalmente novo foi descoberto.
A oscilação do múon é medida por um número chamado “g”. Teoricamente, sem nenhuma interferência, “g” seria exatamente 2. Mas a física quântica nos diz que o vácuo não é vazio; ele está cheio de partículas que aparecem e somem rapidinho. Essas partículas invisíveis interagem com o múon, mudando um pouquinho o seu “g”. Essa pequena mudança é o que chamamos de “g-2”.
Se o valor de g-2 medido for diferente do que a teoria prevê, isso pode ser um sinal de que tem algo mais rolando – talvez partículas ou forças que a gente ainda não entende. É por isso que essa medição é tão importante.
Como disse Aida El-Khadra, uma das cientistas envolvidas, “Os físicos experimentais fizeram sua parte com excelência”. Agora, a bola está com os teóricos. Eles precisam resolver por que suas próprias previsões não combinam. Por enquanto, como ela brincou, “o júri ainda está em debate”.
Essa história não começou agora. Nos anos 90, no Laboratório de Brookhaven, nos EUA, um experimento parecido já tinha medido o g-2 do múon. O resultado deles foi super interessante: o valor medido parecia diferente do previsto pela teoria, com uma diferença de 3,7 sigma. Esse número sugere uma possível “nova física”, mas não era forte o suficiente (5 sigma é o ideal para confirmar).
Foi por isso que o anel magnético viajou até o Fermilab em 2013. Lá, com uma fonte de múons mais potente, a esperança era conseguir uma medição ainda mais precisa. Em 2021, o Fermilab confirmou o valor de Brookhaven. Dois anos depois, os dados ficaram ainda mais sólidos, atingindo os tão esperados 5 sigma.
Mas aí, surgiu uma nova previsão teórica! Usando supercomputadores, um grupo de teóricos calculou o g-2 de um jeito diferente, simulando o Universo. E adivinha? Essa nova previsão bateu direitinho com o valor que o experimento estava encontrando. Isso significa que, se essa nova teoria estiver certa, talvez não haja uma diferença real entre teoria e experimento, o que diminui a chance de termos descoberto algo totalmente novo.
E chegamos ao resultado final! Na última terça-feira, o Fermilab anunciou a medição definitiva: 0,00233184141. Esse é o mesmo valor que o experimento de 20 anos atrás encontrou, mas pense na diferença: agora, a precisão é 21 vezes maior! É como medir um campo de futebol e errar por menos que a espessura de um fio de cabelo. Impressionante, né?
Para a equipe, esse número representa o fim de uma jornada longa. “Estou aliviado e triste ao mesmo tempo”, confessou Marco Incagli, um dos porta-vozes do projeto. A pesquisa não para por aí; eles ainda vão divulgar dados sobre matéria escura e aguardam os resultados de um experimento similar que está sendo feito no Japão, usando um método diferente.
Mesmo que essa medição super precisa não aponte diretamente para uma “nova física” por causa da previsão teórica que combina com ela, o trabalho é extremamente valioso. Como disse a cientista El-Khadra, saber o que *não* existe nos ajuda a focar em onde procurar. O choque entre as diferentes previsões e a medição experimental pode, no fim das contas, abrir caminhos totalmente novos para entendermos os segredos do Universo. Grandes ideias podem, sim, nascer dessa busca.
