{"id":21635,"date":"2024-02-08T09:51:44","date_gmt":"2024-02-08T12:51:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf-wp2027\/?p=21635"},"modified":"2024-02-08T09:51:46","modified_gmt":"2024-02-08T12:51:46","slug":"fisico-brasileiro-aprimora-determinacao-do-momento-magnetico-anomalo-do-muon","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/fisico-brasileiro-aprimora-determinacao-do-momento-magnetico-anomalo-do-muon\/","title":{"rendered":"F\u00edsico brasileiro aprimora determina\u00e7\u00e3o do momento magn\u00e9tico an\u00f4malo do m\u00faon"},"content":{"rendered":"\n

A nova abordagem colabora para a compreens\u00e3o da contribui\u00e7\u00e3o da intera\u00e7\u00e3o forte entre gl\u00faons e quarks e pode at\u00e9 ajudar na descoberta de part\u00edculas at\u00e9 hoje desconhecidas<\/em><\/p>\n\n\n\n

O f\u00edsico Diogo Boito, professor do Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos da Universidade de S\u00e3o Paulo (IFSC-USP), participou de uma pesquisa te\u00f3rica que aprimora o estudo do momento magn\u00e9tico do m\u00faon, em particular da contribui\u00e7\u00e3o devida aos quarks \u2013 que formam pr\u00f3tons e neutros \u2013 e gl\u00faons, que interagem pela for\u00e7a forte. O estudo \u201cData-Driven Determination of the Light-Quark Connected Component of the Intermediate-Window Contribution to the Muon<\/a>\u201d foi publicado em 21 de dezembro de 2023 na revista Physical Review Letters (PRL).<\/p>\n\n\n\n

M\u00faons s\u00e3o part\u00edculas fascinantes semelhantes aos el\u00e9trons, por\u00e9m com uma massa muito maior, n\u00e3o est\u00e3o associadas a um n\u00facleo e t\u00eam uma vida \u00fatil de milissegundos. Essas part\u00edculas s\u00e3o geradas, principalmente, quando ocorre choque entre part\u00edculas, e a energia resultante desses eventos pode produzir pares de m\u00faons e antim\u00faons, essencialmente \u201cdo nada\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Os raios c\u00f3smicos, por exemplo, s\u00e3o constitu\u00eddos por part\u00edculas, como pr\u00f3tons, ejetadas a anos-luz de dist\u00e2ncia de gal\u00e1xias com n\u00facleos ativos e alcan\u00e7am a Terra em velocidades alt\u00edssimas. Quando essas part\u00edculas colidem com o oxig\u00eanio e o nitrog\u00eanio em nossa atmosfera, geram-se m\u00faons. Outra forma de obter m\u00faons \u00e9 atrav\u00e9s da colis\u00e3o controlada de pr\u00f3tons em laborat\u00f3rio, como faz o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), nos Estados Unidos, que possui um experimento com um anel onde \u00e9 poss\u00edvel confinar m\u00faons no v\u00e1cuo em movimento circular para se estudar sua intera\u00e7\u00e3o com campos magn\u00e9ticos, chamado de M\u00faon g<\/em>-2.<\/p>\n\n\n\n

O momento magn\u00e9tico, representado pela letra \u201cg<\/em>\u201d (fator giromagn\u00e9tico), governa a intera\u00e7\u00e3o do m\u00faon com um campo magn\u00e9tico externo, uma vez que, assim como o el\u00e9tron, ele possui um spin, que \u00e9 quase como um pequeno \u00edm\u00e3  interno, que aponta para certas dire\u00e7\u00f5es. Em 1928, o f\u00edsico Paul Dirac previu, com sua equa\u00e7\u00e3o que levava em conta a relatividade de Einstein, que g<\/em> deveria ser igual a 2. Entretanto, em 1948, o f\u00edsico americano Julian Schwinger calculou g<\/em> com a teoria qu\u00e2ntica do eletromagnetismo, a Eletrodin\u00e2mica Qu\u00e2ntica, e mostrou que g<\/em> n\u00e3o era igual 2 e que seu valor deveria ser um pouco maior do que 2. Os experimentos da \u00e9poca confirmaram sua previs\u00e3o, o que deu grande seguran\u00e7a aos f\u00edsicos de que a teoria qu\u00e2ntica estava no caminho certo. Essa diferen\u00e7a de g<\/em> com rela\u00e7\u00e3o a 2, conhecida como \u201cg<\/em>-2\u201d, \u00e9 chamada de momento magn\u00e9tico an\u00f4malo do m\u00faon.<\/p>\n\n\n\n

No Fermilab, os m\u00faons giram no experimento que estuda essas part\u00edculas sob a influ\u00eancia de um campo magn\u00e9tico externo, que influencia o valor de g<\/em>. Boito explica que, no entanto, al\u00e9m de o m\u00faon interagir com o campo magn\u00e9tico e at\u00e9 com outros m\u00faons, h\u00e1 part\u00edculas relativ\u00edsticas que surgem no v\u00e1cuo que interagem com o momento magn\u00e9tico dessa part\u00edcula, contribuindo para o valor observado de g<\/em>. O Fermilab divulgou em 2023 a sua \u00faltima medi\u00e7\u00e3o mais apurada de g<\/em>: 2,00233184118. <\/p>\n\n\n\n

Boito explica que as contribui\u00e7\u00f5es ao valor de g<\/em> decorrentes da intera\u00e7\u00e3o do m\u00faon com part\u00edculas como os f\u00f3tons, o B\u00f3son Z e o B\u00f3son de Higgs s\u00e3o muito bem conhecidas. O foco de pesquisa hoje \u00e9 analisar a parte do momento magn\u00e9tico do m\u00faon devido aos gl\u00faons e quarks. E, ainda, h\u00e1 a possiblidade de haver part\u00edculas desconhecidas pela F\u00edsica at\u00e9 hoje nessa intera\u00e7\u00e3o. Por isso, descobrir os mist\u00e9rios a cerca do n\u00famero exato de g<\/em> \u00e9 extremamente importante.<\/p>\n\n\n\n

E o professor de S\u00e3o Carlos integra um esfor\u00e7o internacional para se alcan\u00e7ar esse objetivo, que no estudo em quest\u00e3o revelou uma grande esperan\u00e7a. Os dados experimentais, gerados no Fermilab, s\u00e3o comparados com dois tipos de resultados. O primeiro deles \u00e9 baseado em c\u00e1lculos que utilizam uma m\u00e9dia agrupada de dados experimentais provenientes de colis\u00f5es entre el\u00e9trons e antiel\u00e9trons, medidas em diferentes aceleradores de part\u00edculas pelo mundo. O segundo \u00e9 baseado em simula\u00e7\u00f5es computacionais da Cromodin\u00e2mica Qu\u00e2ntica (QCD), conhecidas como \u201cQCD na rede\u201d. A QCD \u00e9 a teoria que descreve a intera\u00e7\u00e3o entre quarks e gl\u00faons.<\/p>\n\n\n\n

O trabalho de Boito se debru\u00e7a sobre a an\u00e1lise das contribui\u00e7\u00f5es da QCD ao momento magn\u00e9tico do m\u00faon e os motivos pelos quais os dois m\u00e9todos existentes levam a resultados diferentes, que n\u00e3o est\u00e3o em bom acordo entre si. \u201cEntender estas diferen\u00e7as \u00e9 fundamental para sabermos se as previs\u00f5es batem ou n\u00e3o com os resultados experimentais\u201d, diz o pesquisador.<\/p>\n\n\n\n

Os c\u00e1lculos do momento magn\u00e9tico do m\u00faon s\u00e3o contas formadas por v\u00e1rios ingredientes, cada um deles correspondendo \u00e0 contribui\u00e7\u00e3o de uma fam\u00edlia diferente de part\u00edculas, praticamente como uma receita de um bolo. O grupo do qual Boito faz parte demonstrou que a discrep\u00e2ncia nos resultados est\u00e1 na contribui\u00e7\u00e3o referente aos quarks leves conectados. O nome vem dos diagramas de Feynman desta contribui\u00e7\u00e3o. Estes diagramas, introduzidos por Richard Feynman, que ganhou o pr\u00eamio Nobel em 1965, s\u00e3o desenhos que os f\u00edsicos de part\u00edculas usam para organizar os c\u00e1lculos e, neste caso, as linhas dos quarks est\u00e3o conectadas no desenho, por isso o nome.<\/p>\n\n\n\n

\u201cH\u00e1 no mundo oito resultados muito bons de QCD na rede, gerados em v\u00e1rios <\/s>supercomputadores,  para a contribui\u00e7\u00e3o dos quarks leves conectados. Mas a gente obteve um resultado muito diferente com o outro m\u00e9todo, baseado nos dados experimentais de colis\u00f5es de el\u00e9trons e antiel\u00e9trons. Mostramos que a diferen\u00e7a entre os resultados de simula\u00e7\u00f5es de QCD na rede e aqueles baseados em colis\u00f5es el\u00e9tron-p\u00f3sitron est\u00e1 na parte da conta referente aos quarks conectados. N\u00e3o podemos afirmar ainda que essas contas estejam erradas, mas identificamos o ponto no qual a receita deixou que o bolo passasse a ser brownie\u201d, brinca o pesquisador.<\/p>\n\n\n\n

\u201cOs outros peda\u00e7os batem, como o de quarks desconectados, que n\u00e3o t\u00eam um problema fundamental. Mas h\u00e1 claramente um problema nos quarks leves conectados. E isso tem consequ\u00eancias. \u00c9 nisso que temos que focar a partir de agora\u201d, afirma o cientista brasileiro, que acredita que, com estes estudos de grande precis\u00e3o, estaremos mais pr\u00f3ximos de entender se h\u00e1 ou n\u00e3o ind\u00edcios da exist\u00eancia de novas part\u00edculas, o que pode at\u00e9 colaborar para se entender a mat\u00e9ria escura.<\/p>\n\n\n\n

(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A nova abordagem colabora para a compreens\u00e3o da contribui\u00e7\u00e3o da intera\u00e7\u00e3o forte entre gl\u00faons e quarks e pode at\u00e9 ajudar na descoberta de part\u00edculas at\u00e9 hoje desconhecidas O f\u00edsico Diogo Boito, professor do Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos da Universidade de S\u00e3o Paulo (IFSC-USP), participou de uma pesquisa te\u00f3rica que aprimora o estudo do […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":21636,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[124],"tags":[],"class_list":["post-21635","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-destaque-em-fisica"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21635","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21635"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21635\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":21637,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21635\/revisions\/21637"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21636"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21635"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21635"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21635"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}