Questionando a teoria da eletricidade

Do Estadão

Teoria que explica a eletricidade pode ter erro

Experimento que traz a melhor medição do próton já obtida questiona a eletrodinâmica quântica; é a 1ª vez que uma previsão da teoria é refutada 
Carlos Orsi / Estadão.com.br – O Estado de S.Paulo 

A teoria desenvolvida pela ciência no século 20 para explicar todos os fenômenos elétricos, magnéticos e a forma como a luz interage com a matéria está sendo desafiada. Considerada pelo ganhador do Nobel Richard Feynman a “joia da física”, a eletrodinâmica quântica, ou QED, pode acabar se revelando um diamante imperfeito.

A QED é uma das teorias físicas mais bem-sucedidas de todos os tempos. No livro que escreveu sobre o assunto, QED, A Estranha Teoria da Luz e da Matéria, Feynman (que morreu em 1988) afirma que as previsões da teoria jamais tinham sido – ao longo de 50 anos – refutadas por experiências.

O experimento que agora põe a precisão da QED em jogo traz a melhor medição já obtida do raio do próton, uma partícula presente no núcleo de todos os átomos. Se a espessura de um fio de cabelo se mede em micrômetros – ou milionésimos de metro -, o raio de próton é apenas uma fração de femtômetro. Há 1 trilhão de femtômetros em 1 milímetro.

O rO raio do próton apresentado na Nature é da ordem de 0,84 femtômetro. O valor mais aceito até então estava próximo de 0,87. A diferença, embora pareça pequena, fica além das margens de erro estatístico.

Entre os cientistas, a discrepância, com sua sugestão de uma falha na QED, entusiasma e inspira cautela. “Um problema na física da QED é a explicação menos provável, mas de longe a mais interessante”, diz o físico Jeff Flowers, do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido.

Flowers considera que a causa mais provável da diferença seja um erro. Mas lembra que o artigo apresentado à Nature foi amplamente revisado. “Isso não prova que não haja erro, mas ele com certeza não é óbvio”, disse.

Mesmo o principal autor do artigo, Randolf Pohl, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, na Alemanha, não está convencido de que a QED tenha falhado. “Mas estamos muito intrigados”, reconhece.

Na prática. O que significaria a QED falhar? Seu sucesso até agora prova que não pode estar muito enganada. Pohl concorda: “Se a QED estiver errada, seria um efeito muito sutil.”

Mas Flowers lembra que há casos na história da ciência em que pequenos ajustes teóricos acabaram gerando revoluções. “A Relatividade Geral poderia ter sido apenas uma pequena perturbação da gravidade newtoniana”, exemplifica. “No entanto, essa pequena perturbação acabou sendo muito significativa.”

A medição do raio do próton foi feita no Instituto Paul-Sherrer, na Suíça. Os pesquisadores substituíram o elétron de um átomo de hidrogênio por uma partícula de maior massa, o múon. Sendo mais pesado, o múon descreve uma órbita muito mais estreita que a do elétron e, por isso, sofre perturbações intensas, provocadas pela maior proximidade do próton.

Medindo essas perturbações, os cientistas deduziram o raio do próton com uma precisão dez vezes maior que a permitida por outros experimentos.

“Os prótons não são partículas pontuais”, explica Pohl. “São como uma nuvem difusa; essa nuvem ocupa algum espaço”. A medição realizada permite obter o raio médio da nuvem. 

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