A hipótese de haver uma quinta força da natureza é agora reforçada. Tudo porque os cientistas no acelerador de partículas Fermilab, em Illinois (Estados Unidos), tiveram novos resultados que mostram que os muões – partículas subatómicas, menores que um átomo – não se comportam como estava previsto pela teoria vigente na física, apelidada de teoria do modelo-padrão da física de partículas. A conclusão dos cientistas é sintética: poderá existir uma força desconhecida a actuar sobre os muões, uma quinta força da natureza.

As forças da natureza que actuam diariamente podem ser divididas em apenas quatro: a força gravitacional, a força electromagnética, a força nuclear forte e a força nuclear fraca. Estas são as quatro forças fundamentais que determinam como objectos e partículas interagem entre si no Universo. O comportamento peculiar dos muões fez os cientistas desconfiarem de uma quinta força.

Já em 2021, os investigadores do Fermilab tinham anunciado resultados que não correspondiam ao modelo-padrão da física de partículas, precisamente devido ao comportamento dos muões, partículas similares aos electrões, mas mais pesadas (com 200 vezes mais massa). Agora voltam a anunciar resultados com maior precisão, com a utilização do quádruplo dos dados, e que indicam a mesma conclusão, apesar de ainda não ser a prova definitiva da existência de uma quinta força da natureza.

Para isso, os cientistas estudaram a forma como os muões se moviam enquanto viajavam através de um campo magnético. Tal como o electrão, o muão tem um íman interno minúsculo que o faz oscilar, como o eixo de um pião, enquanto está num campo magnético. No entanto, a velocidade desta oscilação difere daquilo que é a previsão do modelo-padrão da física de partículas – a teoria fundamental desta área – e continua a apontar para a possibilidade de existir um factor misterioso em campo ou, como avançam os investigadores, uma quinta força da natureza que resolva esta discrepância entre a previsão teórica e os resultados das experiências reais. Os resultados foram publicados esta quinta-feira na revista Physical Review Letters.

“A quinta força”

“Estamos à procura de uma indicação de que o muão está a interagir com alguma coisa que não conhecemos. Pode ser qualquer coisa: novas partículas, novas forças, novas dimensões, novas características do espaço-tempo, qualquer coisa”, indica Brendan Casey, investigador do Fermilab, em declarações à agência Reuters.

“Eu gosto de coisas loucas, portanto adorava que fosse algo como uma violação da invariância de Lorentz ou uma nova propriedade do próprio espaço-tempo. Isso seria louco e revolucionário”, acrescenta Brendan Casey, que alude à invariância de Lorentz, que afirma que as leis da física são as mesmas em qualquer lugar.

Graziano Venanzoni, investigador da Universidade de Liverpool e um dos líderes do projecto, centra-se na quinta força da natureza. “Acreditamos que poderá haver outra força, algo que não conhecemos neste momento. É algo diferente, a que chamamos ‘a quinta força’” diz ao site da BBC. Os investigadores esperam ter novas confirmações destes resultados nos próximos dois anos, referem à BBC.

Se houver mesmo uma quinta força, este será um dos marcos científicos do último século, já que a existência de uma nova força da natureza não está prevista no modelo-padrão da física de partículas.

Não seria a primeira vez que se descobriria física para lá desta teoria fundamental da física – que apesar de inúmeras previsões acertadas, não consegue explicar todo o Universo. Por exemplo, as galáxias continuam a acelerar a sua expansão desde o Big Bang, em vez de abrandar devido à gravidade, algo que os cientistas afirmam ser motivado por uma força desconhecida – a energia escura.

Ainda assim, a existência de uma nova força, que se juntaria às quatro forças fundamentais da natureza, criaria uma “quinta força” para investigar e poderia conduzir à revisão do modelo-padrão da física de partículas.