Zeptoverso: físicos do CERN espiam um mundo 100 bilhões de vezes menor que um átomo

Uma equipe de físicos da Universidade de Cambridge detectou sinais da menor escala já explorada pela ciência, cerca de 100 bilhões de vezes menor que um átomo. A análise usou dados do experimento LHCb, no Grande Colisor de Hádrons (LHC), no CERN, na fronteira entre a Suíça e a França. A notícia foi divulgada em 3 de novembro pela BBC e repercutida por veículos como o Yahoo News.

O físico Harry Cliff, de Cambridge, que liderou a análise, disse que a equipe está “batendo à porta” desse mundo, que alguns pesquisadores já chamam de zeptoverso. A expressão é boa para a manchete, mas o resultado é mais modesto do que parece: são sinais, e não a descoberta de uma partícula nova.

O que é o zeptoverso

O nome vem do prefixo zepto, que indica um bilionésimo de trilionésimo, ou 10 elevado a menos 21. Um átomo tem cerca de 10 elevado a menos 10 metro de diâmetro, então uma escala 100 bilhões de vezes menor cai na casa de um zeptômetro. É a conta que explica a comparação da manchete.

Para dar uma ideia, o núcleo do átomo e o próton, que parecem pontos minúsculos, ainda são enormes perto dessa escala. Na arte que abre a matéria, a comparação está fora de escala de propósito, porque o ponto laranja do zeptoverso sumiria se fosse desenhado no tamanho real.

Como os cientistas chegaram lá

O LHC faz colisões de partículas em energias altíssimas e os pesquisadores estudam os fragmentos que saem delas. Um dos focos da análise foi o quark beauty, partícula instável que existe por cerca de um trilionésimo e meio de segundo antes de se desintegrar. Mesmo assim, foi possível registrar como ele interage com outras partículas em distâncias dessa ordem.

O LHCb é um dos detectores do LHC e foi construído justamente para estudar partículas que contêm o quark beauty, o b do nome. Como são desintegrações raras e rápidas, quanto mais colisões o detector registra, mais precisa fica a análise.

O que isso tem a ver com matéria escura

Algumas teorias sugerem que, em escalas tão pequenas, as partículas podem ser mais sensíveis à matéria escura, que alteraria o jeito como os quarks interagem e se desintegram. Se isso for verdade, estudar o zeptoverso pode ajudar a detectar a matéria escura e levar a uma teoria mais completa do funcionamento do Universo.

Aqui vale a ressalva: essa ligação é hipótese. A matéria escura continua sem detecção direta, e Cliff afirmou que são necessários mais dados para descobrir novas partículas nessa escala.

O problema do dinheiro

Para ter mais dados, os 28 países do projeto aprovaram uma atualização de cerca de 150 milhões de libras no detector LHCb, que aumentaria em dez vezes a frequência dessas desintegrações observadas. O problema é que a agência britânica de fomento, a UKRI, retirou sua parte nesse investimento e anunciou cortes em outros projetos de física e astronomia, como o radiotelescópio Lovell, em Jodrell Bank.

A UKRI lembra que o Reino Unido continua sendo o segundo maior financiador do CERN, com cerca de 175 milhões de libras por ano. Mesmo assim, Tim Gershon, líder da colaboração LHCb, alertou que a participação britânica nas descobertas está em risco, e o físico Brian Cox, que não participou da pesquisa, classificou o resultado como importante e criticou o corte.

O que esse resultado ainda não é

Não é a descoberta de uma partícula nova nem a prova de que existe matéria escura ali. Ninguém “viu” um mundo minúsculo. O que a equipe mostrou é que dá para medir interações nessa escala e que o caminho para procurar o que pode estar lá está aberto, o que depende do detector atualizado e de muito mais colisões.

Se você curte esse tipo de assunto cósmico, vale ver também o vídeo da NASA da “água-viva” no céu que explicamos por aqui.