Esta nova partícula funcionaria como um portal para uma quinta dimensão

Artigo originalmente publicado por Vice em inglês.

Os cientistas querem buscar uma partícula hipotética que possa atuar como um portal em direção a uma quinta dimensão distorcida que intervém nos reinos cósmicos da luz e da escuridão.

Seria perfeitamente normal supor que a oração seja uma sinopse de um filme de ficção científica, mas, na realidade, é o resultado surpreendente de um estudo recente que busca esclarecer alguns dos mais persistentes.

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A existência dessa partícula especulativa poderia “fornecer uma explicação natural” para a abundância de matéria escura, uma substância não identificada que representa a maior parte da massa do universo e a resolução de problemas inextricáveis ​​nas partículas subatômicas chamadas agricultores, de acordo com o Nova pesquisa, publicada no mês passado na European Physical Review C.

O estudo acrescenta que “a presença de uma nova física” poderia explicar esses mistérios fundamentais durante a apresentação de um modelo do universo com uma quinta dimensão que as partículas podem atravessar.

O estudo foi escrito por Javier Castellano e Matthias Neubert, Físicos teóricos do aglomerado de excelência da Universidade de Massez, e Adrián Carmona, membro do programa atenea3i da teórica física e do cosmos da Universidade de Atena3i do Departamento da física teórica e o cosmos da Universidade de Granada.

“Estamos trabalhando em um assunto semelhante há algum tempo”, disse a equipe em um email.

“Nossa motivação inicial foi explicar a possível origem das massas agrícolas nas teorias que consideram uma dimensão adicional deformada”.

“Sabíamos que as massas desses elementos tinham características especiais, que gritaram para uma explicação”, disseram eles.

Os pesquisadores fazem parte de uma longa tradição científica que se perguntou se as quatro dimensões que os humanos podem entender – espaço e tempo com três dimensões – são realmente tudo o que o universo tem a oferecer. Esta linha de pesquisa produziu equações de campo cinco dimensionais que expressam as implicações de que uma dimensão adicional no universo e a própria realidade teria.

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Ao estudar essas equações em relação às massas de férmions, a equipe descreveu a existência de um novo campo escalar ligado a uma partícula especulativa que é aproximadamente semelhante ao campo alto associado à famosa partícula do bóson de Higgs.

“Descobrimos que o novo campo escalar tinha um comportamento interessante e não trivial ao longo da dimensão adicional”, disse a equipe. “Como essa nova partícula possui propriedades quânticas muito semelhantes às do bóson de Higgs, era natural supor que as duas partículas se misturassem, o que significa que suas funções de ondas mecânicas quânticas estão ligadas”. “”

“O estudo dessa mistura foi uma das motivações originais para este trabalho”, acrescentou os pesquisadores.

Quando você tenta essa hipótese, os físicos perceberam que a partícula pesada poderia oferecer “uma única janela” à matéria escura, porque seria capaz de mediar uma nova força que conecta a matéria escura e sua contraparte visível mais familiar, que assume a forma de Estrelas, planetas e todas as outras coisas que podemos detectar com a astronomia tradicional, que é baseada na luz.

“Se essa partícula pesada existir, ela necessariamente conectaria o material visível que conhecemos e que estudamos em detalhes com os elementos da matéria escura, assumindo que a matéria escura é composta de agricultores fundamentais, que habitam a dimensão adicional”, explicou os físicos.

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“Não é uma idéia maluca, porque sabemos que a questão comum é feita de agricultores e que, se essa dimensão adicional existir, elas provavelmente ficarão surpresas”, disseram eles.

Os modelos da partícula hipotética não estão em conflito com a evidência de observação da abundância de matéria escura no universo. Essa correspondência geral com evidências empíricas, bem como a considerável obra matemática do estudo, mostra que a partícula pode ser “um novo mensageiro possível para o setor das trevas”, disseram os pesquisadores.

“Consequentemente, confirmar a existência de uma nova partícula escalar abrirá um caminho emocionante para a possível descoberta de matéria escura”, disse a equipe. “Em particular, isso nos dará informações muito úteis sobre a possível faixa de massa de matéria escura e suas interações com as partículas que conhecemos hoje”.

Agora que os cientistas têm uma faixa nessa partícula hipotética e sua quinta dimensão, eles terão que dedicar seus esforços para procurá -la. O Boson Higgs foi finalmente descoberto pelo Grand Collider Hadron (LHC) na Suíça em 2012, uma conquista que merecia o Prêmio Nobel de Física. No entanto, o LHC não estaria equipado para encontrar a partícula proposta no novo estudo, porque seria muito pesado para ser gerado em uma instalação atual.

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Embora uma nova geração de colisões propostas – como a colisão linear internacional, a colisão linear compacta (clique) e a futura colisão circular – seriam capazes de gerar a partícula, os pesquisadores disseram que “por causa de sua grande massa, a expectativa de Uma descoberta direta não é tão alta, mesmo com a energia acordada para essa máquina (100 tev). »»

Apesar disso, os pesquisadores pensam que a partícula pode ser detectada de maneira mais indireta, observando ondas gravitacionais, que são pequenas ondas no espaço-tempo.

“Outra possibilidade, que ainda não expressamos, é que essa nova partícula poderia desempenhar um papel importante na história cosmológica do universo e produzir ondas gravitacionais que podem ser procuradas no futuro através de detectores de ‘ondas gravitacionais”, acrescentou os pesquisadores .

Os próximos estudos sobre matéria escura também podem ajudar a limitar as chances de existência de partículas; portanto, a equipe está otimista de que seu conceito de quinta dimensão pode ser desenvolvido com o progresso da física e cosmologia de partículas. Além de suas implicações para entender a matéria escura, a partícula, se existir, poderia iluminar os dilemas científicos que continuam a nos afligir, como o enigma dos sabores ou o problema das hierarquias, enquanto abre uma nova janela no universo inicial.

“Você pode estudar o papel potencial desempenhado pela nova partícula escalar na estabilização da dimensão adicional”, disse a equipe. “Finalmente, isso também pode levar a uma história cosmológica interessante do universo e à produção de ondas gravitacionais. É uma linha de pesquisa interessante, que pretendemos continuar nos próximos meses.» »

fonte: https://www.vice.com/es/article/z3vkny/cientificos-proponen-la-existencia-de-una-nueva-particula-que-es-un-portal-a-una-quinta-dimension