Uma nova estimativa da força do campo magnético em torno do maºon - uma parta­cula subatômica semelhante, mas mais pesada do que um elanãtron - fecha a lacuna entre a teoria e as medidas experimentais, alinhando-a com o modelo padrãoque tem a parta­cula guiada física por décadas.

Um artigo descrevendo a pesquisa de uma equipe internacional de cientistas foi publicado em 8 de abril de 2021 na revista Nature .

Vinte anos atrás, em um experimento no Laborata³rio Nacional de Brookhaven, fa­sicos detectaram o que parecia ser uma discrepa¢ncia entre as medições do " momento magnético " do maºon - a força de seu campo magnético - e ca¡lculos teóricos de como essa medição deveria ser, aumentando a possibilidade tentadora departículas físicas ou forças ainda não descobertas. A nova descoberta reduz essa discrepa¢ncia, sugerindo que o magnetismo do maºon provavelmente não émisterioso. Para atingir esse resultado, em vez de confiar em dados experimentais , os pesquisadores simularam todos os aspectos de seus ca¡lculos do zero - uma tarefa que requer um grande poder de supercomputação.

"A maioria dos fena´menos na natureza pode ser explicada pelo que chamamos de 'modelo padra£o' da física departículas ", disse Zoltan Fodor, professor de física da Penn State e lider da equipe de pesquisa. "Podemos prever as propriedades daspartículas com extrema precisão apenas com base nessa teoria , então, quando a teoria e o experimento não combinam, podemos ficar entusiasmados com a possibilidade de ter encontrado algo novo, algo além do modelo padra£o."

Para uma descoberta de uma nova física além do modelo padra£o, háconsenso entre os fa­sicos de que a discorda¢ncia entre teoria e medição deve atingir cinco sigma - uma medida estata­stica que equivale a uma probabilidade de cerca de 1 em 3,5 milhões.

No caso do maºon, as medições de seu campo magnético se desviaram das previsaµes tea³ricas existentes em cerca de 3,7 sigma. Intrigante, mas não o suficiente para declarar a descoberta de uma nova quebra nas regras da física. Assim, os pesquisadores se propuseram a melhorar tanto as medições quanto a teoria na esperana§a de conciliar teoria e medição ou aumentar o sigma a umnívelque permitiria a declaração de uma descoberta de uma nova física.

"A teoria existente para estimar a força do campo magnético do maºon baseava-se em medições experimentais de aniquilação elanãtron-pa³sitron", disse Fodor. "Para ter outra abordagem, usamos uma teoria totalmente verificada que era completamente independente da dependaªncia de medições experimentais. Comea§amos com equações bastante ba¡sicas e construa­mos toda a estimativa do zero."

Os novos ca¡lculos exigiram centenas de milhões de horas de CPU em vários centros de supercomputadores na Europa e trazem a teoria de volta a  linha de medição. No entanto, a história ainda não acabou. Novas medições experimentais mais precisas do momento magnético do maºon são esperadas em breve.

"Se nossos ca¡lculos estiverem corretos e as novas medidas não mudarem a história, parece que não precisamos de nenhuma nova física para explicar o momento magnético do maºon - ele segue as regras do modelo padrão", disse Fodor. "Embora a perspectiva de uma nova física seja sempre atraente, também éempolgante ver a teoria e o experimento se alinharem. Isso demonstra a profundidade de nosso entendimento e abre novas oportunidades de exploração."

A emoção estãolonge de acabar.

"Nosso resultado deve ser verificado por outros grupos e nosos antecipamos", disse Fodor. “Além disso, o nosso achado significa que existe uma tensão entre os resultados teóricos anteriores e os nossos novos. Esta discrepa¢ncia deve ser compreendida. Além disso, os novos resultados experimentais podem estar pra³ximos dos antigos ou mais pra³ximos dos ca¡lculos teóricos anteriores . Temos muitos anos de empolgação pela frente. "