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Uma forma incomum de átomo de césio está ajudando uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Queensland a desmascarar partículas desconhecidas que compõem o Universo.
Jacinda Ginges, da Escola de Matemática e Física da UQ, disse que o átomo incomum – composto de um átomo de césio comum e uma partícula elementar chamada múon – pode ser essencial para uma melhor compreensão dos blocos de construção fundamentais do Universo.
“Nosso Universo ainda é um mistério para nós”, disse o Dr. Ginges.
“Observações astrofísicas e cosmológicas mostraram que a matéria que conhecemos – comumente referida como partículas do ‘Modelo Padrão’ na física – representa apenas cinco por cento do conteúdo de matéria e energia do Universo.
“A maior parte da matéria é ‘escura’, e atualmente não conhecemos nenhuma partícula ou interação dentro do Modelo Padrão que a explique.
“A busca por partículas de matéria escura está na vanguarda da pesquisa de física de partículas, e nosso trabalho com césio pode ser essencial para resolver esse mistério”.
O trabalho também pode um dia melhorar a tecnologia.
“A física atômica desempenha um papel importante nas tecnologias que usamos todos os dias, como a navegação com o Sistema de Posicionamento Global (GPS), e a teoria atômica continuará a ser importante no avanço de novas tecnologias quânticas baseadas em átomos”, disse Ginges.
Por meio de pesquisas teóricas, a Dra. Ginges e sua equipe melhoraram a compreensão da estrutura magnética do núcleo do césio, seus efeitos no césio atômico e os efeitos do estranho e maravilhoso múon.
“Um múon é basicamente um elétron pesado – 200 vezes mais massivo – e orbita o núcleo 200 vezes mais perto do que os elétrons”, disse o Dr. Ginges.
“Por causa disso, ele pode captar detalhes da estrutura do núcleo.
“Parece complicado, mas em poucas palavras, este trabalho vai ajudar a melhorar os cálculos da teoria atômica que são usados na busca de novas partículas.”
Os pesquisadores disseram que a nova abordagem pode oferecer maior sensibilidade e uma técnica alternativa para encontrar novas partículas, por meio do uso de medições atômicas de precisão.
“Você deve ter ouvido falar do Grande Colisor de Hádrons no CERN, o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, que esmaga a matéria subatômica em altas energias para encontrar partículas inéditas”, disse o Dr. Ginges.
“Mas nossa pesquisa pode oferecer maior sensibilidade, com uma técnica alternativa para encontrar novas partículas – por meio de medições atômicas de precisão.
“Ele não precisa de um colisor gigante e, em vez disso, usa instrumentos de precisão para procurar mudanças atômicas em baixa energia.
“Em vez de colisões explosivas e de alta energia, é o equivalente a criar um ‘microscópio’ ultrassensível para testemunhar a verdadeira natureza dos átomos.
“Esta pode ser uma técnica mais sensível, revelando partículas que colisores de partículas simplesmente não podem ver”.
O césio está tendo um momento, depois de ser destaque nas notícias recentemente, como o elemento da cápsula radioativa que desapareceu e foi posteriormente encontrado no outback da Austrália Ocidental.
Esta pesquisa, liderada pelo Dr. Ginges, foi realizada em conjunto com o aluno de pós-graduação George Sanamyan e o Dr. Benjamin Roberts, e foi publicada em Cartas de revisão física.
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