12/04/2023 - 10:04
Uma forma incomum de átomo de césio está ajudando uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Queensland (Austrália) a desvendar partículas desconhecidas que compõem o universo. Um estudo sobre as descobertas foi publicado na revista Physical Review Letters.
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A drª Jacinda Ginges, da Escola de Matemática e Física da Universidade de Queensland, disse que o átomo incomum – composto de um átomo de césio comum e uma partícula elementar chamada múon – pode ser essencial para uma melhor compreensão dos blocos de construção fundamentais do universo.
Universo misterioso
“Nosso universo ainda é um mistério para nós”, disse a drª Ginges. “Observações astrofísicas e cosmológicas mostraram que a matéria que conhecemos – comumente referida como partículas do ‘Modelo Padrão’ na física – representa apenas 5% do conteúdo de matéria e energia do universo.
Ela prosseguiu: “A maior parte da matéria é ‘escura’, e atualmente não conhecemos nenhuma partícula ou interação dentro do Modelo Padrão que a explique. A busca por partículas de matéria escura está na vanguarda da pesquisa de física de partículas, e nosso trabalho com césio pode ser essencial para resolver esse mistério”.
O trabalho também pode um dia melhorar a tecnologia. “A física atômica desempenha um papel importante nas tecnologias que usamos todos os dias, como a navegação com o Sistema de Posicionamento Global (GPS), e a teoria atômica continuará a ser importante no avanço de novas tecnologias quânticas baseadas em átomos”, disse a drª Ginges.
Por meio de pesquisas teóricas, a drª Ginges e sua equipe melhoraram a compreensão da estrutura magnética do núcleo do césio, seus efeitos no césio atômico e os efeitos do estranho e maravilhoso múon.
Técnica alternativa
“Um múon é basicamente um elétron pesado – 200 vezes mais massivo – e orbita o núcleo 200 vezes mais perto do que os elétrons”, disse a drª Ginges. “Por causa disso, ele pode captar detalhes da estrutura do núcleo. (…) Parece complicado, mas em poucas palavras, este trabalho vai ajudar a melhorar os cálculos da teoria atômica que são usados na busca de novas partículas.”
Os pesquisadores disseram que a nova abordagem pode oferecer maior sensibilidade e uma técnica alternativa para encontrar novas partículas, por meio do uso de medições atômicas de precisão.
“Você deve ter ouvido falar do Grande Colisor de Hádrons no CERN, o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, que colide matéria subatômica em altas energias para encontrar partículas inéditas”, disse a drª Ginges. “Mas nossa pesquisa pode oferecer maior sensibilidade, com uma técnica alternativa para encontrar novas partículas – por meio de medições atômicas de precisão.”
A pesquisadora acrescentou: “Ele não precisa de um colisor gigante e, em vez disso, usa instrumentos de precisão para procurar mudanças atômicas em baixa energia. (…) Em vez de colisões explosivas e de alta energia, é o equivalente a criar um ‘microscópio’ ultrassensível para testemunhar a verdadeira natureza dos átomos. Essa pode ser uma técnica mais sensível, revelando partículas que colisores de partículas simplesmente não podem ver”.
