Físicos dizem ter encontrado evidências da uma nova estrutura atômica

de Merelyn Cerqueira 0

No início do ano, pesquisadores japoneses chamaram atenção da comunidade científica ao afirmarem ter confirmado a existência de uma misteriosa, e até então impossível, partícula chamada tetraneutrôn – grupo estável de quatro nêutrons e nenhum próton.

 

Mais recentemente, um estudo, publicado na Physical Review Letters, acrescentou mais evidências ao caso, mostrando que não só a partícula existe de forma estável, como também se parece muito com a observada pela equipe japonesa.

 

De acordo com a Science Alert, há 40 anos que os cientistas tentam encontrar a estrutura misteriosa. Apesar das inúmeras reivindicações de que ela realmente poderia existir, havia pouca evidência para comprová-la. Portanto, se uma observação independente e adicional pudesse verificar a presença do tetranêutron, seria um grande negócio para a Ciência e exigiria uma reescrita dos nossos modelos atuais de força nuclear – que mantém prótons e nêutrons unidos.

 

O que é um tetranêutron?

A estrutura hipotética é composta por um conjunto de quatro nêutrons – partículas subatômicas que possuem massa, mas nenhuma carga. Juntamente com os prótons, os nêutrons formam o núcleo dos átomos.

 

Os nêutrons são considerados altamente instáveis e podem se converter em prótons carregados positivamente em apenas 10 minutos. Logo, grupos com mais de dois ou três nêutrons juntos são mais instáveis ainda e esta é a razão pela qual a existência dos tetranêutrons era tida como impossível.

 

 Sinais reveladores

Desde 1965, quando um artigo concluiu que a existência de um tetranêutron era improvável, quatro pesquisas diferentes relataram observações experimentais da partícula, embora nenhum dos resultados foi replicado.

 

No entanto, em fevereiro deste ano, uma equipe da RIKEN e Universidade de Tóquio, dispararam um feixe de hélio-8 com núcleo rico em nêutrons (dois prótons e seis nêutrons) em hélio líquido (dois prótons e dois nêutrons). Como resultado da colisão, eles descobriram que quatro nêutrons haviam desaparecido. A ausência durou apenas cerca de um bilionésimo de trilhão de segundos, antes de reaparecerem como partículas decadentes. Porém, durante essa ausência, os pesquisadores calcularam que era mais provável que os quatro nêutrons tivessem se unido para formar um tetraneutrôn.

 

Ainda que a pesquisa fosse promissora, havia o problema de que ninguém tinha sido capaz de mostrar que a estrutura era possível através nossa compreensão atual de força nuclear. Então, uma equipe de físicos da Universidade de Iowa State, mostrou através de simulações digitais que quatro nêutrons podem realmente existir estavelmente por um período de tempo antes de entrarem em decadência.

O período foi tido como 5 x 10 -22 segundos – uma pequena fração de um bilionésimo de um nanossegundo. No entanto, este era tempo suficiente para que os pesquisadores pudessem ser capazes de estudar o tetranêutron e tentar descobrir que tipo de força o mantinha.

 

Simulações de energia e tamanho da estrutura também já atestaram a observação feita pelos cientistas japoneses. O que significa que as propriedades preconizadas pelas novas simulações eram consistentes com a prévia descoberta.

 

O próximo passo agora é que equipes independentes esmaguem átomos unidos para verificar se também podem encontrar evidências diretas do tetranêutron. “Sabemos que experimentos adicionais estão em preparação, com o objetivo de obter caraterísticas precisas do tetranêutron”, disse o pesquisador James Vary. “Estamos fornecendo nossas previsões para ajuda a orientar essas novas experiências”.

 

Se confirmada, a existência da partícula poderá ser adicionada ao gráfico de nuclídeos – uma espécie de Tabela Periódica de todos os núcleos conhecidos e seus isótopos. Também pode nos levar a reescrever os modelos atuais de força nuclear, mudando nossa compreensão de como as partículas subatômicas são mantidas unidas.

 

Estrelas de nêutrons

No momento, a única estrutura de nêutrons que pudemos confirmar existência no Universo são as chamadas estrelas de nêutrons – formações pequenas e densas feitas quase que inteiramente de nêutrons e que ocorrem no espaço logo após o colapso de estrelas maciças e após a explosão de uma supernova. Com cerca de 11 km de raio, estima-se que elas tenham uma massa semelhante à do Sol, e sejam compostas por cerca de 1.057 nêutrons, todos unidos.

 

Logo, se confirmada a existência do tetranêutron, poderíamos descobrir como as estrelas de nêutrons se formam e, talvez, até explicar por que elas possuem algumas semelhanças bizarras com nossas células humanas.

[ Science Alert ] [ Foto: Reprodução / APS / Alan Stonebraker ] 

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