Existe uma quinta força da natureza?

Embora não tenhamos a mínima ideia de física, todos nós já vivemos os efeitos das quatro forças fundamentais da natureza. A gravidade nos mantém no solo; a interação nuclear forte é rompida a partir de bombardeios com nêutrons para produzir energia nas centrais atômicas; a radiação eletromagnética gerada pelo Sol e as lâmpadas nos ilumina; e a interação nuclear fraca, talvez a mais esotérica, produz novos elementos e permite, por exemplo, a datação por carbono 14.

Foi com esses antecedentes que, no princípio do ano, começou-se a falar da possível descoberta de uma quinta força. Muitos tentaram imaginar um fenômeno parecido que até então tivesse passado despercebido. No entanto, ainda falta muito para confirmar a descoberta, e os efeitos dessa quinta força não seriam tão evidentes quanto os das quatro anteriores.

Vários experimentos no mundo todo poderiam confirmar ou descartar a existência da quinta força

Se tiver sucesso e não for refutada por novos dados, a história dessa revolução começará a ser contada na Hungria. Ali, no Instituto para a Pesquisa Nuclear da Academia Húngara de Ciências em Debrecen, Attila Krasznahorkay e sua equipe observaram um fenômeno estranho num equipamento projetado para procurar “fótons escuros”, um tipo de partícula que ajudaria a entender o que é a matéria escura. Em sua busca, os cientistas dispararam prótons contra placas de lítio, gerando núcleos de berílio 8, um elemento instável que, pelo efeito da força nuclear fraca, se desintegrava produzindo elétrons e pósitrons.

Ao analisar as partículas produzidas pelos choques, os pesquisadores encontraram uma anomalia que só eram capazes de explicar se existisse uma partícula ainda desconhecida. Trataria-se de um novo bóson muito leve, apenas 34 vezes mais pesado que um elétron, algo que permitiria sua detecção sem uma máquina descomunal como o LHC, necessária para gerar bósons pesados como o higgs. Isso permitiria que muitos grupos do mundo estudassem essa faixa energética em busca de uma nova partícula, mas também levanta a questão de por que ela não foi encontrada antes.

O estudo húngaro ganhou relevância internacional quando uma equipe de físicos teóricos da Universidade da Califórnia em Irvine, liderado por Jonathan Feng, considerou seus dados e tentou explicar seu significado num recente artigo publicado na revista Physical Review Letters. Segundo eles, não se trataria de um fóton escuro, mas de um bóson. O motivo pelo qual não teria sido encontrado até agora, embora haja aceleradores capazes de gerar partículas dessa massa desde os anos cinquenta, é que não interagiria com prótons, relacionando-se apenas com elétrons e fótons de forma fraca. Agora que outros grupos sabem onde procurar, poderão dedicar seus experimentos à busca de novos dados que confirmem ou descartem a existência do bóson X.

A nova partícula poderia servir para elaborar uma teoria unificada para explicar todas as forças conhecidas

“Com os experimentos que estão sendo realizados e os que estão a ponto de começar, a existência dessa partícula poderá ser comprovada ou descartada em um ou dois anos”, diz Eduard Massó, professor de física teórica na Universidade Autônoma de Barcelona. Mas a experiência mostra, diz ele, que às vezes há sinais de física exótica que acabam sendo efeitos dos próprios experimentos que não são bem interpretados. Sobre a possibilidade real de que o sinal observado pela equipe húngara seja confirmado como o indício dessa nova força da natureza, outro físico responde com humor: “Há rumores sobre a existência de um templo oculto nas profundidades do Himalaia, dedicado unicamente a servir de mausoléu para as quintas forças defuntas.”

O ceticismo sobre os resultados do grupo húngaro é alimentado também por dois anúncios prévios que não deram em nada. Segundo contava à revista Quanta o pesquisador da Universidade do Estado de Michigan (EUA) Oscar Naviliat Cuncic, cientistas afirmaram ter descoberto um bóson de 12 megaelétron-volts [unidade de medida de energia] em 2008 e outro de 13,5 em 2012. Ambas as descobertas desapareceram quando novos detectores obtiveram novos dados.

O que acontecerá se a força for descoberta

Enquanto espera que a comunidade científica confirme se o bóson X é ou não uma realidade, Massó diz que essa quinta força significaria que, em princípio, não teria uma influência tão evidente e nossa vida quanto as quatro já conhecidas. “No âmbito mais entusiasta, encontrar essa partícula que se acopla de uma forma tão precisa e tão especial às outras partículas significaria uma revolução. Seria a ponta do iceberg de uma nova física, pois existe a possibilidade de que a matéria escura tenha interações além das gravitacionais, que não nos dão muita informação sobre essas partículas”, afirma. “Muitos experimentos de busca da matéria não deram os resultados esperados, e é possível que seja algo muito diferente do que havíamos pensado. Talvez sejam partículas do que às vezes chamamos de um mundo shadow [de sombra] que teria contato com o nosso através de interações mediadas por essa quinta força, ou seja, uma espécie de ponte entre nosso mundo e o da matéria escura.”

Mas é também possível que “essa quinta força não tenha consequências para nossa vida”, diz Massó. Ainda assim, poderia servir para a elaboração de uma teoria que unifique as quatro grandes forças, algo para o qual Einstein dedicou os últimos anos de sua vida. Nos anos sessenta constatou-se que, em altas energias, as forças eletromagnética e nuclear fraca poderiam ser explicadas como uma só, mas os esforços para fazer o mesmo com as demais não tiveram sucesso. Portanto, talvez esse novo bóson possa servir para realizar o que o pai da Teoria da Relatividade não conseguiu.