Os nêutrons poderiam ter estados excitados desconhecidos. Cientistas revelam que isso poderia explicar sua duração de vida variável. Uma questão ainda não resolvida que intriga o mundo da física.
Os nêutrons, elementos-chave da matéria, se desintegram em média após quinze minutos. No entanto, os físicos observam durações de vida diferentes dependendo do método de medição.
O nêutron é uma partícula fundamental que se encontra no núcleo dos átomos, junto com os prótons. Ao contrário dos prótons, ele não possui nenhuma carga elétrica, o que lhe permite desempenhar um papel estabilizador, ajudando a manter os prótons juntos, apesar de sua tendência natural de se repelirem. Essencial para a estabilidade da matéria, o nêutron é estável dentro do núcleo atômico, mas torna-se instável se sair dele, desintegrando-se rapidamente e liberando energia.
Um "nêutron livre" se desintegra em elétron, próton e antineutrino. No entanto, os resultados divergem: em um feixe, sua duração chega a cerca de 880 segundos, enquanto em uma "garrafa" magnética, ela se aproxima de 887 segundos. Essa diferença permanece até agora sem explicação.
A Universidade Técnica de Viena sugere uma hipótese audaciosa: estados excitados do nêutron poderiam explicar esse fenômeno. Esses estados implicariam uma energia adicional que influenciaria sua estabilidade.
Segundo Benjamin Koch e Felix Hummel, alguns nêutrons estariam em estados excitados desde sua liberação, prolongando sua vida útil. Outros, em seu estado fundamental, se desintegrariam mais rapidamente. Essa hipótese poderia finalmente esclarecer as discrepâncias de duração observadas.
Para ilustrar, podemos fazer um paralelo com uma imagem simples: a de uma banheira com espuma. Em um banho, a adição de energia permite criar espuma. Esta última se forma na superfície na forma de milhares de bolhas de tamanhos variados. Com o tempo, essas bolhas estouram uma a uma, fazendo a quantidade de espuma diminuir até que esta desapareça completamente.
Da mesma forma, os nêutrons poderiam existir em diferentes estados, cada um com uma duração de vida distinta. Alguns "estados excitados" seriam como bolhas que persistem um pouco mais, enquanto outros, mais instáveis, colapsariam rapidamente como as primeiras bolhas a desaparecer. Essa variabilidade de estado explicaria assim a diferença observada na duração de vida dos nêutrons.
O desafio das pesquisas futuras é verificar se esses estados excitados realmente existem. Experimentos permitirão observar a duração de vida dos nêutrons em um possível estado excitado, que parece variar de 5 milissegundos a 300 segundos.
Os pesquisadores trabalham com equipes internacionais para validar esse modelo, incluindo a do Instituto de Física Atômica de Viena. Essa colaboração poderia revolucionar nossa compreensão das partículas subatômicas.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Physical Review D