Das mais impressionantes pesquisas sobre o universo, nos últimos
tempos, quase todas têm participação de alguma partícula ainda não
conhecida pela física, teorizada recentente. Até o Modelo Padrão da
Física (teoria criada em 1973 que prevê a existência de partículas como o
quark, neutrinos e antineutrinos) já está sendo revisado em vários
pontos para incluir novas descobertas.
Para o estudo de questões físicas complicadas, tais como antimatéria,
matéria escura e gravitação, os cientistas estão “criando” novas
partículas, em um catálogo de constante atualização. Elas seriam
satisfatórias para resolver vários problemas da física moderna, mas
infelizmente a existência de nenhuma delas foi comprovada na prática.
Conheça onze destas partículas:
11 – Stringball
A teoria das cordas prevê que as partículas quânticas, como elétrons e
quarks, estão dispostas no universo vibrando como cordas de energia.
Esta linha de pensamento, que não vê a partícula como um agente estático
sem dimensão, satisfaz o modelo padrão e responde questões como a ação
da gravidade em grandes distâncias cósmicas.
Se as partículas de fato vibram como cordas, esta teoria também
conceitua algumas anomalias. Uma delas, estudada pelo acelerador de
partículas LHC, seria a possível existência de buracos negros em
miniatura. Outra seria um momento em que duas partículas abandonam a
condição de corda e se chocam uma com a outra, formando o que se chama
de “Stringball” (literalmente, “esfera de cordas”), o que deve dar
origem a mais dimensões além das três que conhecemos.
O que faria as cordas saírem de seu estado natural e formarem esferas
é uma grande quantidade de energia. Dessa maneira, os cientistas
teorizam que seria possível criar tais esferas em um dispositivo como o
LHC.
10 – Tetraquark
Esta partícula seria basicamente o que diz o nome: um aglomerado de
quatro quarks. Em um modelo mais avançado, existiria um “pentaquark”,
que inclui na conta um antiquark cujo peso seria a metade de um próton.
Um próton, segundo o modelo padrão, é composto por três quarks juntos,
ou um quark e um antiquark (proveniente da antimatéria).
Os pesquisadores defendem, contudo, que possam existir agrupamentos
maiores de quarks, que superam um próton. A tentativa que chegou mais
perto de comprovar sua existência, experimentalmente, aconteceu em 2005,
mas falhou.
9 – Glueball
A existência dessa partícula, que ainda não possui tradução
específica para o português (seria algo como uma “esfera de glúon”),
também se baseia na teoria das cordas. Dentro de um próton, os quarks
não são estáveis: a todo momento, são criados e eliminados. Um quark
possui carga elétrica negativa, positiva, e uma terceira, hipotética,
chamada de “carga de cor”.
Para que os quarks possam se manter juntos em um próton, é preciso
haver uma força de atração. Esta força, conforme essa teoria, seria
proporcionada porque partículas transitam entre os quarks carregados com
a tal carga de cor. Tais partículas, por sua vez, seriam os glúons
(cujo nome lembra a ideia de colar, de unir).
Como os glúons também têm carga própria, pesquisadores defendem que
eles poderiam se unir por si próprios e compor matéria, formando um novo
tipo de partícula. Estas partículas seriam as “glueballs”.
8 – Inflatão
Especialistas em astrofísica debatem intensamente o que teria
acontecido logo após o Big Bang. Se uma única explosão foi responsável
por criar o universo, como é que ele conseguiu se expandir desse jeito?
As teorias mais aceitas propõem que seria necessária uma força de campo
energético que espalhou os elementos pelo espaço em uma velocidade
superior à da luz. A teoria quântica defende que todo campo está
associado a uma partícula. Neste caso, seria o inflatão.
Seguindo a mesma teoria de expansão do universo, o inflatão teria
sido responsável por expandir o universo logo após o ponto inicial, mas
eventualmente estas partículas seriam dissolvidas em outros tipo de
matéria e radiação, até sumir. Com isso, recriar um inflatão demandaria
um acelerador de partículas um trilhão de vezes mais potente que o LHC.
7 – Pomerão
Caso as glueballs (partículas originárias dos glúons, que mantêm os
quarks unidos) realmente existam, comprová-las na prática é uma tarefa
muito difícil, pois exige que se “isole” um momento de atração entre
quarks. O mais próximo que se imagina disso é conseguir capturar o
instante em que as glueballs são convertidas em pacotes de energia,
dentro do próton (O LHC já consegue forjar uma situação semelhante).
Tais pacotes seriam o que se chama de pomerão.
Já se concebe a existência do pomerão há um bom tempo, desde antes do
modelo padrão de 1973. Antigamente, no entanto, ele era visto como um
possível componente fixo na atração energética interna dos prótons.
Hoje, com a teoria das cordas, a abordagem mudou. O pomerão é tido
como algo criado a partir de uma colisão de partículas resultante da
existência de mais de três dimensões.
6 – Leptoquark
O modelo padrão trabalha com a ideia de que o elétron tem partículas
“opositoras”: lépton, múon e tau. Estas três já foram comprovadas na
prática e estão incluídas no modelo padrão. O múon, mais pesado que o
elétron, era tido como uma partícula “independente”, mas em 1994 um
experimento na Alemanha conseguiu converter um elétron em múon a partir
de colisões.
Seria preciso, portanto, uma partícula híbrida, um intermediário
entre elétron e múon. Baseados no modelo padrão, que classifica o próton
como um conjunto unificado de quarks, os cientistas traçaram um
paralelo em que léptons são de alguma forma atraídos na formação de
elétrons, e o leptoquark desempenharia um papel fundamental nesse
sentido.
5 – Winos
A teoria da supersimetria, que tem sido bem aceita nos meios
astrofísicos nos últimos anos, enuncia que cada partícula no universo
possui uma partícula equivalente para lhe fazer oposição, geralmente com
peso diferente, afim de proporcionar equilíbrio. De acordo com as
teorias de interações entre partículas, existe o Bóson W (abreviatura de
Weak, fraco em inglês), que trabalha com os conceitos de força forte e
força fraca.
O equivalente pesado às partículas Bóson W seriam os Winos,
responsáveis por proporcionar força de atração nuclear nestas situações.
O LHC tem feito estudos tomando como base a teoria da supersimetria, e
os Winos entram nestas suposições.
4 – Ânions
Elétrons e quarks são partículas subatômicas agrupadas em uma classe
chamada de férmions, que seriam opositores dos bósons. Nas interações
dimensionais entre estas duas, existiria um terceiro tipo de partícula, o
ânion. Na teoria mais aceita, o ânion sempre carrega parte da energia
de uma partícula subatômica durante uma interação com outra partícula, e
isso seria a chave para entender algumas relações entre elas.
3 – Galileons
Einstein enunciou que a força gravitacional funciona sob o mesmo
padrão em todos os pontos do universo. Dentro do sistema solar, que é
até onde a ciência já pôde testar esta tese, o apontamento do físico
alemão se mostrou correto. Mas, se isso é verdade, como existem as
supernovas, explosões estelares que surgem justamente a partir de uma
perturbação gravitacional?
A solução hipotética para este problema seriam as partículas chamadas
de Galileons. De maneira geral, tratam-se partículas subatômicas
originadas da formação de vácuos quânticos, que seriam responsáveis por
enfraquecer a gravidade em determinados pontos do universo. O efeito
destas partículas só seria sentido em regiões de baixa densidade no
universo, o que não é o caso do sistema solar.
2 – Partículas Majorana
Uma partícula é geralmente idêntica à sua antipartícula, exceto por
uma diferença: elas possuem cargas elétricas opostas. Em um estudo mais
avançado nesse campo, o cientista italiano Ettore Majorana concebeu uma
ideia aparentemente absurda: uma partícula cuja carga é zero, assim como
a sua opositora, que na verdade é ela mesma. Logo, uma única partícula
seria também sua antipartícula.
A concepção desta ideia ganhou força após a expansão da teoria da
supersimetria, em que se defende a existência de um equivalente para
cada partícula do universo. O conceito de antimatéria, por exemplo, é
satisfeito com essa explicação. Dessa forma, poderiam haver vários tipos
de partículas Majorana, todas tendo carga neutra e sendo a antimatéria
de si mesmas.
1 – Wimpzilla
Mais de 80% da matéria existente no universo, segundo estimativas, é
invisível aos nossos telescópios. Trata-se da matéria escura, objeto de
estudo dos cientistas há décadas. A composição básica da matéria escura
seriam as chamadas “Partículas Massivas de Interação Fraca” (WIMP, na
sigla em inglês). Estas partículas, que pesariam de 10 a 100 vezes mais
do que um próton, teriam surgido após o Big Bang e se espalhado
paulatinamente pelo universo.
Existe, no entanto, a questão da expansão do universo a partir do
início dos tempos. Durante a interação entre matéria e vácuo nesse
período, algumas partículas podem ter se desprendido do fluxo da
expansão em “pedaços” maiores. Seriam partículas WIMP gigantescas,
bilhões de vezes mais pesadas que as originais. O nome, dado por um dos
físicos que teorizou as WIMPs, faz mesmo alusão ao gigantesco monstro
Godzilla.
Fonte: http://www.newscientist.com/
Nenhum comentário:
Postar um comentário