doi.org/10.1103/PhysRevD.1
Credibilidade: 999
#Nêutrons
Você sabia que existe um mistério na ciência sobre quanto tempo os nêutrons, que são partículas fundamentais, podem “viver”? Os cientistas têm obtido resultados diferentes ao medir isso de duas maneiras distintas.
Agora, pesquisadores da Universidade de Viena (TU Wien) sugerem que os nêutrons podem existir em estados “excitados” desconhecidos, o que poderia explicar essa diferença nos tempos de vida medidos.
O Dilema do Decaimento dos Nêutrons:
Nêutrons são partículas que compõem a matéria, ou seja, fazem parte dos átomos que formam tudo o que conhecemos. Quando estão dentro de um núcleo atômico (a parte central de um átomo), os nêutrons são estáveis e podem ficar lá para sempre. Mas, quando estão “livres” (fora do núcleo), eles se desintegram, em média, após cerca de 15 minutos.
O problema é que os cientistas medem diferentes tempos de vida para os nêutrons dependendo do método que usam: em um feixe de nêutrons ou em uma “garrafa” especial que usa campos magnéticos para armazená-los. Um grupo de cientistas propôs que isso acontece porque os nêutrons podem ter estados “excitados” desconhecidos, com mais energia e tempos de vida diferentes. Isso explicaria os resultados divergentes. Agora, eles estão tentando encontrar esses estados excitados.
Dois Métodos de Medição, Dois Resultados:
De acordo com a física quântica, os nêutrons podem se desintegrar de forma espontânea, virando um próton, um elétron e um antineutrino. Isso acontece com mais frequência quando os nêutrons estão livres. Mas, dentro de um núcleo atômico, eles são estáveis.
Medir o tempo de vida dos nêutrons livres é muito complicado. Há cerca de 30 anos, os físicos estão tentando resolver essa questão, mas sempre obtendo resultados conflitantes. Existem duas formas de medir o tempo de vida dos nêutrons:
1. **Feixe de Nêutrons:** Usando um reator nuclear para gerar nêutrons livres, os cientistas criam um feixe de nêutrons e medem quantos nêutrons estão presentes no início do feixe e quantos prótons (que são o resultado do decaimento dos nêutrons) são produzidos. Isso permite calcular a vida média dos nêutrons.
2. **Garrafa Magnética:** Outra maneira é tentar armazenar os nêutrons em uma espécie de “garrafa” usando campos magnéticos. Nesse método, os cientistas notaram que os nêutrons no feixe duram cerca de oito segundos a mais do que os nêutrons na garrafa. Isso é uma diferença grande demais para ser explicada apenas por erros nas medições.
Explorando os Estados Excitados dos Nêutrons:
Os pesquisadores Benjamin Koch e Felix Hummel sugerem que essa diferença pode ser explicada se os nêutrons tiverem estados “excitados” – ou seja, estados com um pouco mais de energia. Algo parecido acontece com os átomos e é a base para o funcionamento de lasers.
Quando os nêutrons são gerados, eles podem estar em uma mistura de estados: alguns estão em um estado normal (chamado de “estado fundamental”), mas outros podem estar em um estado excitado, com mais energia. Com o tempo, os nêutrons excitados voltam para o estado fundamental.
Para entender melhor, pense em um banho de espuma: se você agitar a água, cria muita espuma, que representa o estado excitado. Mas, se esperar, a espuma desaparece e a água volta ao normal, como o estado fundamental dos nêutrons.
Se essa teoria estiver certa, isso significaria que, no feixe de nêutrons, há uma mistura de diferentes estados de nêutrons. Já na garrafa, a maioria dos nêutrons estaria no estado fundamental, pois leva tempo para esfriar e serem capturados.
Próximos Passos: Novos Experimentos:
Para testar essa ideia, os cientistas precisam analisar dados de experimentos anteriores e também realizar novos testes. Eles já estão planejando experimentos e colaborando com grupos de pesquisa em outros países, como Suíça e Estados Unidos.
Se tudo der certo, poderemos descobrir em breve se essa nova hipótese resolve o mistério dos nêutrons e finalmente entender essa questão que vem intrigando os cientistas há décadas.
Publicado em 21/10/2024 18h04
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