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Física & Química

Os cientistas estão confusos com essas medições em um positrônio

Equipamento da University College London que lida com feixes de positrônions. (Créditos da imagem: O. Usher (UCL MAPS) / Flickr).

Um positrônio é, basicamente, um sistema composto por um elétron e sua equivalência na antimatéria, um pósitron. Antimatéria não é um bicho de sete cabeças, apenas uma forma de matéria totalmente oposta à matéria comum.

Enquanto o elétron possui carga negativa, o pósitron possui carga positiva, mas não é um próton. Ele continua a ter o comportamento, a massa e o tamanho de um elétron, mas com carga positiva.

Da mesma forma, existe o antipróton, que é a antipartícula do próton. Ela possui as mesmas características de um próton, com a exceção da carga, que é negativa, neste caso. Curiosidade: quando matéria e antimatéria se tocam, elas se aniquilam, liberando muita energia.

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O ponto é que, analisando o sistema e a interação entre as duas partículas, está divergindo do que prevê a física. Isto é, as observações experimentais não condizem com as previsões teóricas.

Esse positrônio funciona como um átomo sem núcleo. Trata-se de um elétron e um próton, movendo-se como se estivessem orbitando um núcleo imaginário, como você pode observar na imagem abaixo.

Justamente essa simplicidade que atrai os cientistas. É um ótimo caminho para se estudar eletrodinâmica quântica – que é um nome bonito para o estudo do movimento de partículas subatômicas eletricamente carregadas.

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O estudo que aborda a descrição dessas divergências foi publicado no dia 12 de agosto no periódico Physical Review Letters por um quarteto de pesquisadores da University College London.

Estudando o positrônio

Em resumo, os pesquisadores induziram alguns positrônios, e os manipulam utilizando lasers para deixá-los em um estado de energia específico, que seria o ponto de partida.

Alocados como deveriam, eles receberam energia na faixa das microondas, induzindo-os atingir os próximos estados de energia. Os dados coletados e analisados são baseados nesse processo.

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Antes de prosseguirmos, entenda um ponto: pode parecer algo bobo, e um problema simples. Mas se for confirmado, traz grandes implicações, e os cientistas ainda terão muito o que revisar. 

O salto entre os estados de energia deveria ser de 18.498 megahertz, como prevê a literatura teórica da física quântica. Entretanto, os pesquisadores observaram um salto apenas quando a energia atingiu 18.501 megahertz.

Isso equivale a  0,02% a mais de frequência da energia do que o previsto. Lembre-se que estamos lidando com partículas menores do que os átomos, e isso é algo realmente grande.

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O erro experimental estimado é de 0,003%, ou seja, uma casa decimal a mais. É como se você precisasse acertar um alvo de 20 centímetros mas errasse por dois metros, em um paralelo mundano. 

“Se ainda houver discrepância significativa após outras medições precisas, a situação se torna muito mais emocionante”, diz ao Science News o físico Akira Ishida, que não participou do estudo.

Sim, você leu certo, ele disse emocionante. Na vida real, tendemos a nos frustrar com erros. Na ciência, entretanto, se algo diverge da teoria, significa que alguma coisa grande pode surgir.

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A ciência é a busca por explicações. O que pode ser melhor para cientistas, portanto, do que uma incógnita? “Vai ser algo surpreendente. Só não sei o quê”, diz David Cassidy, co-autor do estudo.

O estudo foi publicado no Physical Review Letters. Com informações de Science News.

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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