Steven WeinbergSegundo o Modelo Padrão da física de partículas, toda matéria no universo é formado por partículas fundamentais chamadas férmions. Essas partículas são constituídas pela combinação de dois tipos de quarks denominados “up” e “down”, que se juntam a elétrons – léptons – para formar a matéria, que conhecemos hoje.
A física diz que para cada partícula de matéria, existem outras três gerações. Os elétrons, são seguidos pelos múons – segunda geração – e pelo taus – terceira geração. O Modelo Padrão ainda não consolidou explicações para a existência de tais categorias.
O vencedor do Prêmio Nobel de Física e um dos precursores do Modelo Padrão, Steven Weinberg, norte-americano de 86 anos, está disposto a pesquisar o problema. Um paper recente publicado pelo físico reavivou a discussão ao apresentar padrões intrigantes nas massas de partículas fundamentais, que podem ser usadas em descobertas no futuro.
A hipótese defendida pelo Modelo Padrão é que as categorias diferem a partir da massa das partículas. Até hoje, os físicos medem esses valores de forma experimental e os adicionam em equações.
É estimado que elétrons pesam cerca de 0,5 megaelétrons volts – MeV, enquanto seus léptons correspondentes da segunda e da terceira geração de férmions, e as partículas “múon” e “tau”, apresentam 105 MeV e 1,776 MeV, respectivamente.
De forma análoga, a primeira geração dos quarks “up” e “down” são relativamente mais leves, enquanto seus semelhantes da segunda categoria, “charm” e “strange” apresentam peso considerado médio. Já o terceiro grupo, formado pelos quarks “top” e “bottom” são os mais pesados. Para efeito de comparação, um quark “top” chega a atingir 173,210 MeV.
Já a massa das partículas corresponde ao grau de capacidade para interagirem em meio ao campo de Higgs. Este conceito retrata um campo de energia que existe no universo como um todo, o qual é acompanhado pela partícula fundamental conhecida como Bóson de Higgs, responsável por garantir as forças das partículas em nosso meio.
Neste ambiente, os quarks e léptons com maior massa apresentam dificuldades de se locomover pelo campo de Higgs. Entretanto, as partículas mais leves, como os elétrons, transitam com mais fluidez.
Porém, um estudo realizado em 2008 por dois teóricos, Patrick Fox e Bogdan Dobrescu, físicos do laboratório de aceleração de partículas de Illinois, nos Estados Unidos, apontaram que apenas partículas mais pesadas, isto é, da terceira geração, conseguiam se manter estáveis no campo de Higgs. Assim, apenas o quark superior se movimenta conforme o padrão.
Já as outras partículas reagiriam indiretamente, graças ao fundamento da mecânica quântica, a qual permite às partículas se materializarem por momentos curtos. Estas aparições súbitas formam nuvens de partículas virtuais em torno das partículas mais permanentes.
Ao se juntarem em torno de um múon – lépton de segunda geração, os quarks virtuais seriam capazes de expô-lo ao campo de Higgs via interação com uma nova partícula teórica, dando ao múon um pouco de sua massa. Por se tratar de uma exposição digamos que indireta, o múon ainda permaneceria muito mais leve que o tau.
O paper recente de Weinberg ainda considera uma grande variedade de formas que esse processo quântico poderá funcionar. Na teoria do pesquisador, toda a terceira geração de partículas de matéria são sensíveis ao que chamamos de campo de Higgs – isto é, o quark superior, o quark inferior e a partícula tau. Assim, a massa da terceira geração poderá ser transferida para a segunda e primeira geração por meio das interações com partículas virtuais.
Logo, tanto o estudo de Weinberg, como de Fox e Dobrescu, ficaram aquém de qualquer descoberta disruptiva. O estudo dos dois últimos não consegue explicar o fenômeno no campo de Higgs, muito pelo contrário, adiciona mais números de constantes inexplicáveis ao Modelo Padrão.
A proposta de Weinberg confunde as relações entre as massas e não descreve como as partículas de maior geração podem se transformar em partículas de menor geração, o que pode explicar o motivo pelo qual não vemos átomos feitos de partículas de segunda ou terceira geração.
De maneira intrigante, as leis da natureza parecem ser compostas em triplicado, com três cópias de todas as partículas de matéria, cada uma mais pesada que a última, mas idêntica.A única evidência sólida que pode suportar ou distinguir entre as teorias das massas das partículas de matéria será a descoberta das várias partículas que cada estudioso prevê. E, apesar dos avanços de grandes colisor de partículas, nenhuma espécie do tipo pôde ser vista por cientistas até o momento. De acordo com Olhar Digital.
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