Um “bosão X protofóbico” (ou seja, uma partícula aversa aos protões que confere massa às outras partículas). É este o nome da partícula que um grupo de físicos teóricos da Universidade da Califórnia em Irvine (nos EUA) diz ter identificado, segundo um artigo publicado na revista Physical Review Letters. O trabalho teórico carece de verificação experimental, mas se a partícula existir realmente, isso poderá significar que foi descoberta uma nova força fundamental da Natureza (a quinta), refere o comunicado que acompanha a publicação.

A gravidade, o eletromagnetismo, a força nuclear fraca, e a força forte são as quatro forças fundamentais da Natureza (conhecidas até agora). Estas forças são definidas a partir da interação entre as partículas mais pequenas do Universo e que se aplicam a todos os fenómenos físicos conhecidos (desde a colisão dos átomos — compostos por protões, neutrões e eletrões — aos choques entre galáxias).

Os autores basearam-se num estudo anterior (de 2015) publicado por físicos nucleares experimentais da Academia das Ciências da Hungria que procuravam “fotões escuros” — partículas elementares hipotéticas (cuja existência não foi comprovada de forma cabal) que poderiam estar na origem de uma força eletromagnética que transporta matéria escura, responsável por 85 por cento da massa do Universo. Em teoria, estes “fotões escuros” poderiam ser detetados se fossem misturados com fotões “normais” (partículas de luz): a interação entre os dois tipos de partículas subatómicas produziria efeitos nas partículas conhecidas.

A investigação dos cientistas húngaros revelava a descoberta de uma anomalia relacionada com o decaimento radioativo (ou seja, com uma instabilidade no núcleo dos átomos das partículas) que apontava para a existência de um bosão mais leve, apenas 34 vezes mais pesado que um eletrão. Na altura, não ficou claro se a anomalia se devia a uma partícula de matéria ou uma partícula que transmite força. Se assim fosse, poderia ser a assinatura de uma força previamente desconhecida de natureza, a quinta força fundamental.

O trabalho teórico dos investigadores da Universidade da Califórnia — que se baseia no estudo experimental dos húngaros mas também noutros anteriormente realizados — refere agora que as evidências contrariam a ideia de que a anomalia possa dever-se a uma partícula de matéria ou aos “fotões escuros”. Os físicos teóricos dizem que se trata de uma espécie de “bosão de Higgs protofóbico“, uma conclusão apresentada num estudo que reforça o anterior. Este novo bosão interage apenas com eletrões e neutrões, é averso aos protões, e apenas numa distância muito limitada, ao contrário das quatro forças conhecidas que se aplicam a todas as partículas subatómicas.

“Não há outro bosão conhecido com esta mesma característica. Às vezes, chamamos-lhe apenas ‘bosão X ‘, porque o ‘X’ significa desconhecido”, contou Timothy Tait, professor de física e astronomia na Universidade da Califórnia e co-autor do estudo.

“Se for verdade, é revolucionário”, disse Jonathan Feng, também professor de física e astronomia na mesma universidade, sobre a descoberta. “Há décadas que conhecemos quatro forças básicas: a gravidade, o eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca. Se vier a ser confirmada por outras experiências, esta descoberta de uma possível quinta força poderá mudar completamente a nossa compreensão do universo, com consequências para a unificação das forças e matéria escura”, explicou Feng.

A necessidade de realizar novos estudos é crucial para perceber se se trata mesmo de uma quinta força fundamental desconhecida. Até porque esta nova partícula é tão leve que as suas interações com as outras partículas são muito subtis e difíceis de detetar. Segundo Jonathan Feng uma das possibilidades mais interessantes a explorar no futuro, tem a ver com o facto desta quinta força potencial unir as forças eletromagnética e a nuclear forte e fraca, como “manifestações de uma força grandiosa, mais fundamental.”