Mas isso pode não ser o fim da história.

Vista superior do equipamento usado no experimento g-2 do Fermilab. O experimento usa uma linha de luz de múon, racks eletrônicos e um anel de armazenamento magnético supercondutor resfriado a menos 450 graus Fahrenheit (menos 267 graus Celsius) para estudar a oscilação dos múons. (Crédito da imagem: Reidar Hahn / Fermilab

Os resultados de um dos experimentos mais esperados em física de partículas estão chegando, e eles podem estar prestes a realizar os sonhos mais loucos de todos os pesquisadores: eles talvez, talvez, pudessem quebrar a física como a conhecemos.

Evidências retiradas do Laboratório Fermi National Accelerator, perto de Chicago, parecem apontar para uma minúscula partícula subatômica conhecida como múon balançando muito mais do que a teoria prevê. A melhor explicação, segundo os físicos, é que o múon está sendo empurrado por tipos de matéria e energia completamente desconhecidas da física.

Se os resultados forem verdadeiros, a descoberta representa um avanço na física de partículas de um tipo que não era visto há 50 anos, quando a teoria dominante para explicar as partículas subatômicas foi desenvolvida pela primeira vez. A oscilação minúscula do múon, chamada de momento magnético, pode abalar os próprios fundamentos da ciência. 

"Hoje é um dia extraordinário, há muito esperado não apenas por nós, mas por toda a comunidade física internacional", disse Graziano Venanzoni, co-porta-voz do experimento Muon g-2 e físico do Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear, em comunicado.

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Às vezes conhecidos como "elétrons gordos", os múons são semelhantes a seus primos mais conhecidos, mas são 200 vezes mais pesados e radioativamente instáveis - decaindo em meros milionésimos de segundo em elétrons e partículas minúsculas, fantasmagóricas e sem cargas conhecidas como neutrinos. Os múons também têm uma propriedade chamada spin, que os fazem se comportar como se fossem pequenos ímãs, fazendo com que oscile como pequenos giroscópios quando colocados dentro de um campo magnético.

Mas os resultados de hoje, que vieram de um experimento no qual físicos enviaram múons zunindo em torno de um anel magnético supercondutor, parecem mostrar que o múon está oscilando muito mais do que deveria. A única explicação, afirmam os cientistas do estudo, é a existência de partículas ainda não explicadas pelo conjunto de equações que explicam todas as partículas subatômicas, chamado de Modelo Padrão, que permanece inalterado desde meados da década de 1970. Essas partículas exóticas e as energias associadas, diz a ideia, estariam cutucando e puxando os múons dentro do anel.

Os pesquisadores do Fermilab estão relativamente confiantes de que o que viram (a oscilação extra) foi um fenômeno real e não um acaso estatístico. Eles colocaram um número nessa confiança de "4,2 sigma", que é incrivelmente perto do limite de 5 sigma em que os físicos de partículas declaram uma descoberta importante. (Um resultado de 5 sigma sugere que há uma chance de 1 em 3,5 milhões de que tenha acontecido devido ao acaso.)

"Esta quantidade que medimos reflete as interações do múon com tudo o mais no universo. Mas quando os teóricos calculam a mesma quantidade, usando todas as forças e partículas conhecidas no modelo padrão, não obtivemos a mesma resposta."Renee Fatemi, uma física da Universidade de Kentucky e gerente de simulações para o experimento Muon g-2, disse em um comunicado. "Esta é uma forte evidência de que o múon é sensível a algo que não está em nossa melhor teoria."

No entanto, um cálculo rival feito por um grupo separado e publicado na quarta-feira (7 de abril) na revista Nature pode roubar o significado da oscilação. De acordo com os cálculos dessa equipe, que atribuem um valor muito maior ao termo mais incerto da equação que prevê o movimento de balanço do múon, os resultados experimentais estão totalmente em linha com as previsões. Vinte anos perseguindo partículas poderiam ter sido em vão. 

"Se nossos cálculos estiverem corretos e as novas medidas não mudarem a história, parece que não precisamos de nenhuma nova física para explicar o momento magnético do múon, ele segue as regras do modelo padrão", Zoltan Fodor, professor de Física na Penn State e um líder da equipe de pesquisa que publicou o artigo da Nature, disse em um comunicado.

Mas Fodor acrescentou que, dado que a previsão de seu grupo se baseava em um cálculo totalmente diferente com suposições muito diferentes, seus resultados estavam longe de ser um algo fechado. "Nossa descoberta significa que há uma tensão entre os resultados teóricos anteriores e os novos. Essa discrepância deve ser entendida", disse ele. "Além disso, os novos resultados experimentais podem estar próximos dos antigos ou mais próximos dos cálculos teóricos anteriores. Temos muitos anos de empolgação pela frente."

Em essência, os físicos não serão capazes de dizer de forma conclusiva se as novas partículas estão puxando seus múons até que possam concordar exatamente como as 17 partículas existentes do Modelo Padrão interagem com os múons também. Até que uma teoria vença, a física fica oscilando na balança.

Originalmente publicado na Live Science.