O sentido do Universo e tudo o mais não é 42, e sim 1/137

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Quem curte passear pelo Mega Curioso já deve ter ouvido falar da proporção áurea, uma constante real algébrica irracional (você pode ver aqui como calculá-la). Ela está em toda a parte, na natureza e na arquitetura, no rosto das mulheres e nos legumes. Acima do horizonte, porém, outro número reina: a constante de estrutura fina, o número puro que molda o Universo e que, agora, tornou-se mais acurado graças ao trabalho de uma equipe de físicos obstinados.

Definida pela letra grega alfa, ela é a constante física fundamental que quantifica a força da interação eletromagnética entre partículas elementares carregadas. Como grandeza adimensional, a constante de estrutura fina não tem unidade e é definida pela razão 1/137.

O número, pequeno, implica em um eletromagnetismo fraco; por isso, as partículas carregadas formam átomos cujos elétrons podem mudar de órbitas e formar ligações químicas. Se a constante fosse menor ou maior, as estrelas não seriam capazes de criar carbono, e a vida baseada nele não existiria.

A constante de estrutura fina foi introduzida em 1916 pelo físico Arnold Sommerfeld para quantificar o minúsculo intervalo entre duas linhas no espectro de cores emitido por certos átomos (eles podem ser vistas acima, na imagem de um interferômetro).A constante de estrutura fina foi introduzida em 1916 pelo físico Arnold Sommerfeld para quantificar o minúsculo intervalo entre duas linhas no espectro de cores emitido por certos átomos (eles podem ser vistas acima, na imagem de um interferômetro).Fonte:  CPI/Reprodução 

“Em nosso mundo cotidiano, tudo é gravidade ou eletromagnetismo. Por isso, alfa é tão importante”, disse o físico da Universidade da Califórnia Holger Müller à Quanta Magazine.

Superação contínua

Era dele o melhor resultado até então alcançado, há nove anos, e agora superado por uma equipe do parisiense Laboratório Kastler Brossel, que chegou à mais precisa medição da constante de estrutura fina, até a 11ª casa decimal: a = 1 / 137,03599920611, com uma margem de erro de 81 partes por trilhão.

Saïda Guellati-Khélifa chegou a esse resultado depois de 22 anos medindo a constante de estrutura fina através da força com que átomos de rubídio pulam de suas órbitas ao absorver um fóton. Foi uma medição dela, aliás, que Müller superou em 2011.

A física Saïda Guellati-Khélifa trabalha em seu laboratório, em Paris.A física Saïda Guellati-Khélifa trabalha em seu laboratório, em Paris.Fonte:  Quanta Magazine/ean-François Dars e Anne Papillaut 

A precisão alcançada vai permitir a pesquisadores que testem a teoria das inter-relações entre as partículas elementares, o chamado Modelo Padrão da Física de partículas, uma teoria quântica de campos que descreve as forças fundamentais forte, fraca e eletromagnética.

O trabalho continua

Entre os valores encontrados por Guellati-Khélifa e Müller há uma diferença no sétimo dígito (o que é maior que a margem de erro observada nas duas medições). Um ou ambos estão errados – como o número encontrado por Guellati-Khélifa é mais preciso, está sendo considerado o correto.

As duas equipes, porém, vão continuar a buscar mais precisão, melhorando as configurações dos experimentos. Em Paris, a câmara de vácuo usada será substituída, enquanto a equipe da Califórnia ganhou um laser novo, com feixe mais amplo.

Holger Müller, em seu laboratório em Bekeley.Holger Müller em seu laboratório em Bekeley.Fonte:  Berkeley Lab/Damon English/Divulgação 

De qualquer maneira, os dois números encontrados são próximos o bastante do valor de alfa observado em medições do fator g de Landé (um termo multiplicativo que aparece na expressão dos níveis de energia de um átomo em um campo magnético fraco). Se os valores fossem diferentes, a resposta seria que uma nova partícula havia sido descoberta.

Mas os números dos dois grupos de físicos concordam com as melhores medições do fator g, confirmando o Modelo Padrão. “É o acordo mais preciso entre teoria e experimento”, disse Guellati-Khélifa.

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