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Investigação
Novos dados sobre raio do protão adensam enigma
Investigadores da UA na equipa autora de artigo da Science
João Veloso e Daniel Covita
Os investigadores da Universidade de Aveiro (UA), João Veloso e Daniel Covita, do laboratório I3N, participam na equipa internacional autora de um artigo da Science que apresenta novos dados sobre o raio do protão. A equipa portuguesa, para além dos dois investigadores da UA, inclui Joaquim dos Santos, Luis Fernandes, Fernando Amaro, Cristina Monteiro, João Cardoso, José Lopes e Andrêa Gouvêa, da Universidade de Coimbra. A nova e mais precisa medição do raio desta partícula adensa o mistério.

Após ter feito manchete na Nature, há dois anos, a equipa internacional de 35 investigadores, nove dos quais portugueses (sete da Universidade de Coimbra e dois da Universidade de Aveiro), liderados por Joaquim dos Santos, coordenador do Centro de Instrumentação da Universidade de Coimbra, publica agora novos resultados numa revista científica de topo mundial – a Science.

Nesta publicação, que põe em causa uma das principais e mais completas teorias da física: a Teoria Eletrodinâmica Quântica (descreve a interação entre a luz e a matéria), a equipa de investigação internacional confirma, por meio de espetroscopia de laser, o valor inesperadamente pequeno para o raio do protão (um dos constituintes básicos de toda a matéria) no hidrogénio muónico, trazendo para a comunidade científica mais uma peça para o complexo “puzzle” do enigmático protão.

Na experiência agora descrita na revista Science foi determinado o desvio energético para uma outra transição do hidrogénio muónico. A partir deste, os investigadores puderam determinar novamente o raio elétrico do protão. O valor de 0.84087(39) fentómetros (1 Fentómetro = 0.000 000 000 000 001 Metro) está de acordo com o valor publicado em 2010 (0,84184 fm) na Nature, sendo no entanto 1,7 vezes mais preciso.

Tal como aconteceu há dois anos com a publicação na Nature, espera-se grande entusiasmo e debate na comunidade científica mundial. Os novos resultados "aumentam o nível de complexidade do enigma criado na pesquisa de 2010. Será que a teoria desprezou alguma variável? Será que existem fenómenos físicos que a teoria não foi capaz de contar? Será que há uma nova física para os teóricos descreverem? Será que o protão possui uma estrutura muito mais complexa do que se tem assumido, a qual só se pôde detetar sob a influência do pesado muão? - Vão ter de ser procuradas respostas para estas e outras questões. Da última descoberta publicada na Nature surgiu um número elevado de novos estudos científicos para tentar decifrar o o enigma", analisa o coordenador da equipa portuguesa, Joaquim dos Santos.

A equipa portuguesa tinha a responsabilidade da conceção dos detetores de raios X necessários para observar as linhas de emissão do hidrogénio muónico e participou no desenvolvimento, montagem da experiência e na aquisição de dados no Paul Scherrer Institute (PSI), ao longo de vários anos.

O artigo da Science tem o título "Proton structure from the measurement of 2S − 2P transition frequencies of muonic hydrogen" e é publicado na Science de 25 Janeiro de 2013, Vol. 339, No 6118.

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