Quinta força fundamental não encontrada, energia escura continua inexplicável

Com informações da New Scientist e Science - 01/09/2022

Esquema do experimento, projetado para encontrar uma força que explicaria a energia escura.
[Imagem: Peiran Yin et al. - 10.1038/s41567-022-01706-9]

Força camaleão

O experimento mais preciso feito até hoje para tentar medir a melhor teoria para a energia escura não identificou quaisquer sinais de nenhuma dessas teorias.

Os pesquisadores responsáveis pelo experimento afirmam que isso exclui a explicação da energia escura pelo modelo básico de uma quinta força fundamental, uma teoria conhecida como "força camaleão", embora variações menos prováveis dessa teoria principal ainda mereçam ser testadas.

A energia escura é o termo que se refere ao que quer que seja responsável pela observação de que as galáxias parecem estar se afastando umas das outras, contrapondo-se à força da gravidade. Um possível candidato para isso é a força camaleônica, uma força fundamental que viria se juntar às quatro que sabemos que estão em ação no Universo: gravidade, força forte, força fraca e eletromagnetismo.

A intensidade da força camaleão dependeria da densidade da matéria ao seu redor: Em regiões menos densas do espaço, em distâncias cósmicas, ela teria um efeito significativo, forçando a separação da matéria; mas, na Terra, uma região densa para os padrões cosmológicos, a força camaleão seria tão pequena que seria ofuscada pelas outras forças, dificultando sua medição.

Os físicos já idealizaram e realizaram vários experimentos tentando medi-la, mas limitações no tamanho ou no projeto desses experimentos indicam que a força ainda poderia estar à espreita em escalas de energia que os sensores não alcançaram.

Este é o sensor, levitado magneticamente, usado para procurar pela quinta força fundamental.
[Imagem: Han Xie]

Energia escura não encontrada

Peiran Yin e seus colegas da Universidade de Nanjing, na China, bolaram agora um experimento ainda mais preciso que os anteriores. Eles usaram uma tira de grafite levitada magneticamente e uma massa de teste, preenchendo uma lacuna entre os experimentos anteriores, que usaram apenas pêndulos ou apenas massas.

O dispositivo de medição foi projetado para minimizar todas as outras forças possíveis, usando massas tão finas que o efeito da gravidade sobre elas é insignificante, e colocando a massa de teste dentro de uma gaiola de Faraday, que bloqueia campos elétricos.

Um microscópio óptico e um sistema de laser foram então usados para medir qualquer deslocamento que poderia ser explicado pela força camaleão agindo entre as duas massas.

"Temos um sensor de força muito sensível, mas não encontramos nada," resumiu o professor Jian-hua He. "Se a energia escura realmente existe, então em nosso experimento deveríamos ter sido capazes de detectar a força [camaleão]."

O resultado é importante para diminuir as escalas e as energias nas quais uma força camaleônica poderia atuar, mas não é suficiente para descartar decisivamente as possibilidades da existência dessa quinta força se a energia escura funcionar em diferentes escalas de energia, embora isso seja menos provável.

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