551: Os protões são mais pequenos do que se pensava

CIÊNCIA/FÍSICA

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A descoberta é uma surpresa para a comunidade científica. Alguns investigadores acreditam mesmo que o Modelo Padrão da Física de Partículas tem de ser alterado.

Nos anos 90, pensava-se que os protões eram 0,88 fm, mas um novo estudo da Universidade de Bonn e da Universidade Técnica de Darmstadt sugere que os protões são, provavelmente, mais pequenos do que se supunha.

De acordo com o Tech Explorist,  os físicos criaram um método que lhes permite analisar os resultados de experiências mais antigas e mais recentes de forma muito mais abrangente do que antes. Isto resulta num raio de protão menor: 0,84 fm.

“Contudo, as nossas análises indicam que esta diferença entre os antigos e os novos valores medidos não existe de todo. Em vez disso, os valores mais antigos foram sujeitos a um erro sistemático que tem sido significativamente subestimado até agora”, revelou Ulf Meißner, professor do Instituto Helmholtz de Radiação e Física Nuclear da Universidade de Bona.

A dispersão elástica é uma forma de determinar o raio de um protão. Envolve bombardear electrões para um protão num, acelerador. Quando um electrão colide com um protão, ambos mudam a sua direcção de movimento.

Quanto maior for o protão, mais frequente é a probabilidade de ocorrerem colisões. A sua expansão pode, portanto, ser calculada a partir do tipo e extensão da dispersão.

Quanto maior for a velocidade dos electrões, mais precisas serão as medições. No entanto, isto também aumenta o risco de que o electrão e o protão formem novas partículas quando colidem. A velocidades ou energias elevadas, isto acontece cada vez com maior frequência”, sublinhou Meißner.

“Por sua vez, os eventos de dispersão elástica estão a tornar-se mais raros. Portanto, para medições do tamanho do protão, até agora só se utilizaram dados do acelerador em que os electrões tinham uma energia relativamente baixa“, acrescenta.

“Desenvolvemos uma base teórica na qual tais eventos também podem ser utilizados para calcular o raio do protão. Isto permite-nos ter em conta dados que até agora têm sido deixados de fora”, referiu Hans-Werner Hamme, professor da TU Darmstadt.

Utilizando este método, os investigadores analisaram leituras de experiências mais antigas, incluindo as que sugeriam anteriormente um valor de 0,88 fm.

Contudo, com o seu método, os cientistas chegaram à conclusão de que o raio de um protão media 0,84 fm.

O método também oferece novos conhecimentos sobre a estrutura fina dos protões e dos seus irmãos, os neutrões.

Alice Carqueja
11 Fevereiro, 2022


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