‘Quinta força da natureza’ pode ajudar no estudo do interior da Terra

03/03/2013 18:19 Atualizado: 06/08/2013 18:03
As linhas azuis onduladas representam a interação spin-spin de longo alcance entre elétrons no manto da Terra e aqueles em laboratórios. As setas dos elétrons dentro da Terra mostram que eles estão spin-polarizados em oposição ao campo magnético da Terra (os arcos brancos). (Marc Airhart/Universidade do Texas-Austin; Steve Jacobsen/Universidade Noroeste)

As quatro forças conhecidas da física – gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares fortes e fracas – em breve poderão ser acompanhadas por uma quinta, conhecida como a interação spin-spin de longo alcance.

Pesquisadores norte-americanos fizeram progressos tentando encontrar essa quinta força. O objetivo do estudo era descobrir se a força poderia ajudar a detectar elétrons de spin-polarizado no profundo interior de nosso planeta.

“A coisa mais gratificante e surpreendente sobre este projeto foi perceber que a física de partículas realmente pode ser usada para estudar o interior da Terra”, disse o coautor Jungfu Lin num comunicado de imprensa.

Elétrons têm uma propriedade chamada “spin”, que é um como uma seta que aponta numa certa direção. Alguns elétrons no manto da Terra têm spin-polarizado por causa do campo magnético da Terra, o que significa que em vez de apontar em direções aleatórias, seus spins tendem a orientar-se com o campo magnético.

Os pesquisadores se questionaram se esses elétrons afetariam partículas subatômicas em laboratórios na superfície. Eles criaram um mapa dos elétrons spin-polarizados no interior da Terra e usaram-no para prever interações entre estes elétrons e as partículas em laboratórios.

“É a interação spin-spin de longo alcance que estamos procurando”, explicou o coautor Larry Hunter no comunicado.

“Ninguém havia pensado sobre as possíveis interações que podem ocorrer entre os elétrons spin-polarizados da Terra e as precisas medições laboratoriais de spin.”

Seus experimentos não detectaram tais interações, então, eles ainda não encontraram esta esquiva quinta força. No entanto, os resultados foram úteis para mostrar que se houver tal força, ela é extremamente fraca.

“Se as interações spin-spin de longo alcance forem descobertas em experimentos futuros, os geocientistas podem eventualmente utilizar essas informações de forma confiável para entender a geoquímica e a geofísica do interior do planeta”, acrescentou Lin.

O documento foi publicado no dia 22 de fevereiro na revista Science.

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