Os pesquisadores disseram que precisam de mais dados para entender por que as novas medidas do tamanho dos prótons não correspondem com as antigas.

“A discrepância é muito grave”, disse Randolf Pohl, cientista do Instituto Max Planck. “Não sabemos se há algum erro ou se há a necessidade do desenvolvimento de novas teorias físicas.

 

O incrível encolhimento do próton

O próton é uma partícula de carga positiva no núcleo atômico – os blocos de construção de toda a matéria do universo. Anos de medições atrelaram o próton em um tamanho de 0,8768 femtômetros de raio (um femtômetro equivale a um milionésimo de um bilionésimo de metro).

Mas um novo método utilizado em 2009 revelou uma medida diferente: 0,84087 femtômetros , uma diferença de 4%, algo notável para os padrões físicos.

As medições anteriores haviam usado elétrons, partículas de carga negativa que orbitam o núcleo do átomo, para determinar o raio do próton. Para fazer a medição com os elétrons, os pesquisadores podem dispará-los em prótons para medir como os elétrons são desviados. Este método fornece informações sobre o tamanho do próton positivamente carregado.

Outra alternativa é tentar fazer o movimento de elétrons, que orbitam o núcleo de um átomo, onde prótons residem em diferentes níveis orbitais. Eles podem saltar de órbita para outra, aumentando ou diminuindo sua energia, e liberando ou não uma partícula elementar de luz chamada fóton. A quantidade de energia necessária para mover um elétron de órbita para outra pode revelar o tamanho do próton.

Pohl e seus colegas não utilizaram somente elétrons em suas medidas do próton. Em vez disso, eles se voltaram para outra partícula de carga negativa chamada múon, que é 200 vezes mais pesada do que um elétron, por isso orbita o próton 200 vezes mais perto, facilitando a medição da partícula.

 

Possíveis explicações

Estas medidas do múon deram um resultado totalmente inesperado para o tamanho do raio do próton, Pohl disse. Agora, os físicos estão buscando explicar as discrepâncias.

Uma possibilidade é que as medições estão simplesmente erradas. Pohl disse que esta “explicação chata” é a mais provável, mas nem todos os físicos concordam.

Assim, a discrepância pode revelar uma nova física não explicada pelo Modelo Padrão. Talvez haja algo de desconhecido sobre como múons e elétrons interagem com outras partículas, disse John Arrington, físico do Laboratório Nacional Argonne, em Illinois.