Pular para o conteúdo principal

Experimento lança dúvida sobre uma das teorias fundamentais da física

 A teoria desenvolvida pela ciência no século 20 para explicar todos os fenômenos elétricos, magnéticos e a forma como a luz interage com a matéria está sendo desafiada por um importante resultado experimental. Considerada pelo ganhador do Nobel Richard Feynman a "joia da física - nosso maior orgulho", a eletrodinâmica quântica, ou QED, pode acabar se revelando um diamante imperfeito.

Não é pouca coisa: a QED é uma das teorias mais bem-sucedidas de todos os tempos. No livro que escreveu sobre o assunto, QED, A Estranha Teoria da Luz e da Matéria, Feynman (que morreu em 1988), compara a exatidão dos resultados produzidos com base nela à de uma medida da distância entre as cidades de Los Angeles e Nova York - de mais de 3.900 km - que fosse correta até a espessura de um fio de cabelo.

O experimento que está pondo a precisão da QED em jogo sonda espaços muito menores que o da largura de um cabelo humano, no entanto. Descrito na edição desta semana da revista Nature, ele representa a medição mais perfeita já obtida do raio do próton, uma das partículas fundamentais da matéria, presente no núcleo de todos os átomos. Se a espessura de um fio de cabelo se mede em micrômetros, ou milionésimos de metro, o raio de próton é apenas uma fração de femtômetro. É preciso um trilhão de femtômetros para fazer um milímetro.

O raio do próton apresentado na Nature é da ordem de 0,84 femtômetro. Experimentos mais antigos, no entanto, haviam fixado um valor mais próximo de 0,87. A diferença, embora pareça pequena, fica além das margens de erro estatístico e pode representar a primeira rachadura na couraça da QED, teoria que serviu de base para os cálculos realizados tanto na medição atual quanto nas anteriores.

Erro, revolução e cautela

Entre os cientistas, a discrepância, com sua sugestão implícita de uma falha na estrutura da QED, ao mesmo tempo entusiasma, intriga e inspira cautela. "Um problema na física da QED é a explicação menos provável, mas de longe a mais interessante e a principal motivação para trabalhos assim", resume o físico Jeff Flowers, do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido e autor de um comentário que acompanha o artigo na Nature.

Flowers considera como mais prováveis causas para a diferença um erro de cálculo ou de experimento, cometido na medição atual ou em trabalhos prévios. Mas faz uma ressalva: "Por causa da discrepância entre o resultado deste artigo e os trabalhos anteriores, o artigo foi revisado, tanto formal quanto informalmente, por especialistas em física teórica e experimental, e ninguém conseguiu apontar um erro. Claro, isso não prova que não haja erro, mas ele com certeza não é óbvio".

O principal autor do artigo com o novo raio do próton, Randolf Pohl, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, na Alemanha, também diz que não está convencido de que a QED tenha falhado. "Mas estamos muito intrigados", reconhece. "Os experimentos são todos muito precisos e redundantes, então é difícil ver como poderiam ter errado tanto. E os teóricos acreditam que seus cálculos estão corretos".

"Minha opinião pessoal", diz ele, "é que temos muito trabalho pela frente", envolvendo novos experimentos e revisão dos cálculos. "Só se ninguém encontrar um erro é que poderemos presumir que a QED está em apuros".

Novas teorias e tecnologias

Mas o que significaria a QED estar em apuros? O fato de equipamentos eletrônicos funcionarem é uma prova de que ela não pode estar muito errada. Pohl concorda: "Sim, se a QED estiver errada, seria um efeito muito sutil, que não afetaria o funcionamento interno de televisores ou computadores".

Flowers, por sua vez, lembra que há casos na história da ciência em que o que parecia ser apenas uma pequena correção teórica, num determinado momento, acabou se revelando uma revolução filosófica e técnica mais à frente.

"A Relatividade Geral poderia ter sido apenas uma pequena perturbação da gravidade newtoniana", exemplifica, referindo-se à interpretação de Albert Einstein para os efeitos gravitacionais, que difere da teoria clássica de Isaac Newton. "No entanto, essa pequena perturbação acabou se revelando muito significativa". Não só filosoficamente a relatividade é "uma mudança radical de pensamento", diz ele, como na prática a teoria de Einstein se mostrou necessária para aplicações tecnológicas de alta precisão, como o sistema GPS.

"Como na gravidade newtoniana, uma falha da QED terá, de imediato, implicações para a física e para o nosso modelo do mundo e, no futuro, possivelmente em aplicações de alta precisão e tecnologias que ainda não conhecemos", especula.

Uma "física além da QED", capaz de explicar o resultado experimental, poderia incluir uma nova partícula subatômica, ainda desconhecida e não prevista nas teorias atuais. "Trata-se de possibilidade altamente especulativa e que só tem sido discutida em 'coffee-breaks' por enquanto", adverte Pohl.

"Podemos olhar novamente para a história, onde tem havido um ciclo de teorias sendo derrubadas por experimentos e levando a novas teorias", diz Flowers. "Esperamos continuar a refinar nossa compreensão e nossa capacidade de manipular o mundo físico".

O experimento

A medição do raio do próton foi feita por uma equipe de cientistas europeus liderada por Randolf Pohl e realizada no Instituto Paul-Sherrer, na Suíça. Os pesquisadores obtiveram sucesso na tentativa de substituir o elétron de um átomo de hidrogênio por uma partícula com a mesma carga elétrica, mas mais pesada, o múon.

O hidrogênio é o átomo mais simples que existe, composto apenas por um próton no núcleo e um elétron em órbita. Sendo mais pesado, o múon descreve uma órbita em torno do núcleo muito mais estreita que a do elétron e, por isso, sofre perturbações intensas, provocadas pela proximidade do próton.

Medindo essas perturbações com o uso de raios laser, os cientistas deduziram o raio do próton com uma precisão dez vezes maior que a permitida por outros experimentos. A ideia de usar "hidrogênio de múons" para medir o próton existia há décadas, mas desafios tecnológicos só permitiram que a experiência fosse tentada há poucos anos. O sucesso, afinal, veio em 2009.

"Até onde sabemos, os elétrons são partículas pontuais. Os prótons, não", explica Pohl. "São feitos de três quarks, muitos pares virtuais quark-antiquark e muitos glúons. Se você pensar no próton como uma nuvem difusa de quarks e glúons, essa nuvem ocupa algum espaço". A medição realizada permite obter um valor que pode ser interpretado como o raio médio da nuvem.

O fato de o próton ser menor do que se imaginava não significa, no entanto, que o conteúdo de espaço vazio embutido em matéria feita de átomos - planetas, árvores, pessoas - seja muito maior.

"O que conta não é o tamanho das partículas constituintes, mas o alcance da interação eletromagnética", diz Pohl. "Nesse aspecto, os átomos continuam a ser do mesmo tamanho. Além disso, o vazio não é de todo vazio. De acordo com a QED, o vácuo no interior dos átomos e dos prótons está repleto de fótons e partículas virtuais. Mas essa é outra história".

Comentários

Postagens Mais Lidas

Chave de Ativação do Nero 8

1K22-0867-0795-66M4-5754-6929-64KM 4C01-K0A2-98M1-25M9-KC67-E276-63K5 EC06-206A-99K5-2527-940M-3227-K7XK 9C00-E0A2-98K1-294K-06XC-MX2C-X988 4C04-5032-9953-2A16-09E3-KC8M-5C80 EC05-E087-9964-2703-05E2-88XA-51EE Elas devem ser inseridas da seguinte maneira: 1 Abra o control center (Inicial/Programas/Nero 8/Nero Toolkit/Nero controlcenter) nunca deixe ele atualizar nada!  2 Clic em: Licença  3 Clica na licença que já esta lá dentro e em remover  4 Clica em adcionar  5 Copie e cole a primeira licença que postei acima e repita com as outras 5

Papel de Parede 4K

O TAO DO SEXO

Conta-se que, ao distribuir as características que distinguiriam os homens das mulheres (e vice-versa), Deus teria perguntado: "Tenho aqui duas qualidades sensacionais. Quem gostaria, por exemplo, de fazer xixi em pé?" Os homens gritaram em uníssono: "Eu, eu, eu!" O Criador concordou, sorrindo, e disse: "Tudo bem, então. As mulheres ficam com os orgasmos múltiplos..." Essa piada engraçadinha resume o que todo mundo acha que sabe que orgasmo múltiplo é coisa para mulher e o prazer fulminante (seis segundos, no máximo) é característica do homem. E se não for assim? E se o homem for capaz de ter vários orgasmos em um mesmo encontro, mantendo durante horas seu pênis ereto? Pois bem, isso é possível, sim. Essa verdadeira pepita de ouro do prazer sensual é conhecida por poucos felizardos no Ocidente, mas faz parte da sabedoria do Oriente e lá é praticada por milhões de pessoas. Nós é que, nesses assuntos, parece que sempre pegamos o bonde andando. Fiz uma rápida...

Tom Jobim: Entrevista concedida a Veja (23/03/1988),

Veja - O que você veio fazer no Brasil? TOM JOBIM - Vim ver minha mãe, que está com 80 anos. Vim ver se o imposto de renda me devolve o que tirou na fonte. Vim falar português. Vim tomar ar puro, olhar o céu azul e sentir cheiro de mato. Nova York é poluída demais e a gente se cansa do frio, se cansa de enfiar ceroulas e botas cada vez que sai à rua.   Veja - Qual a sua queixa do imposto de renda? TOM JOBIM - O imposto de renda me tira 45% na fonte e, como sou residente no exterior, não posso fazer nenhuma dedução. O Brasil é um país de parasitas, que persegue quem trabalha. Se descobrem que você trabalha, correm atrás de você o fiscal, a polícia, os ladrões. Falam mal de você. O Brasil me dá prejuízo.   Veja -Mas nos Estados Unidos o imposto de renda também não é pesado? TOM JOBIM - Isto é uma invenção brasileira. Hoje em dia, o máximo que se cobra de pessoa física nos Estados Unidos é 28%. E, para um artista, há deduções de gastos com piano, carro, vestim...

Inteligência e pensamento

A inteligência colhe, recolhe e reúne os dados oferecidos pela percepção, pela imaginação, pela memória e pela linguagem, formando redes de significações com as quais organizamos e ordenamos nosso mundo e nossa vida, recebendo e doando sentido a eles. O pensamento, porém, vai além do trabalho da inteligência: abstrai (ou seja, separa) os dados das condições imediatas de nossa experiência e os elabora sob a forma de conceitos, idéias e juízos, estabelecendo articulações internas e necessárias entre eles pelo raciocínio (indução e dedução), pela análise e pela síntese. Formula teorias, procura prová-las e verificá-las, pois está voltado para a verdade do conhecimento. Um conceito ou uma idéia é uma rede de significações que nos oferece: o sentido interno e essencial daquilo a que se refere; os nexos causais ou as relações necessárias entre seus elementos, de sorte que por eles conhecemos a origem, os princípios, as conseqüências, as causas e os efeitos daquilo a que se refere. O conceito...

PLANETA CASSETA

  Sucesso na TV, no cinema, nas livrarias... Os sete malucos mais engraçados do Brasil estão rindo e fazendo rir à toa. Conheça a saga completa da gangue, os melhores produtos Tabajara e penetre (no bom sentido, é claro) nos bastidores do programa Eles são feios. Eles são atrapalhados. Eles não pegam ninguém. Mas uma coisa não dá para negar: quando a missão é fazer rir, os sete cassetas são os reis do negócio. Negócio, aliás, que ganhou corpo e foi crescendo, crescendo... Eles adoraram, mas juram que são espadas. Toda terça-feira, as piadas de duplo sentido do Casseta & Planeta Urgente! conquistam mais de 60% da audiência do horário. O site do grupo recebe 750 mil visitantes por mês, os livros publicados pela trupe já venderam mais de 300 mil exemplares e a estréia nas telonas com A Taça do Mundo É Nossa atraiu 800 mil espectadores. Isso sem fala...