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Peter Dunn - 18/07/2011
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| A rotação da nossa galáxia tem um efeito de torção no nosso espaço local que é um milhão de vezes mais forte do que a causada pela rotação da Terra, o que poderia explicar vários "efeitos estranhos" detectados na física das partículas. [Imagem: University of Warwick/Mark A Garlick] |
Violação da paridade de carga
Um físico da Universidade de Warwick, no Reino Unido, produziu uma solução de dimensões galácticas para explicar um dos mais desafiadores quebra-cabeças da física atual.
E a solução ainda deixa uma porta aberta para explicar o enigma do "desaparecimento" da antimatéria que deve ter sido criada no surgimento do nosso Universo.
Os físicos adorariam um universo bem-comportado, onde as leis da física fossem tão universais que cada partícula e sua antipartícula se comportassem da mesma maneira.
No entanto, nos últimos anos, observações experimentais de partículas conhecidas como kaons e mésons B revelaram diferenças significativas na forma como a matéria e a antimatéria decaem.
Esta "violação da paridade de carga", ou "violação de CP", é uma anomalia inconveniente para alguns pesquisadores, mas é um fenômeno útil para outros, já que pode abrir o caminho para uma explicação de por que mais matéria do que antimatéria parece ter sobrevivido ao nascimento do nosso universo.
Arrastamento do espaço-tempo em escala galáctica
Agora, o Dr. Mark Hadley, acredita ter encontrado uma explicação testável para a aparente violação da paridade de carga, uma explicação que não apenas preserva a paridade, mas também torna a violação da paridade de carga uma explicação ainda mais plausível para a divisão entre matéria e antimatéria.
O Dr. Hadley sugere que os pesquisadores têm negligenciado o impacto significativo da rotação da nossa galáxia no padrão de quebra das partículas atômicas.
"Segundo os pontos de vista aceitos na física de partículas, a natureza é fundamentalmente assimétrica. Existe uma clara assimetria da esquerda para a direita nas interações fracas e uma violação de CP bem menor em sistemas Kaon, que têm sido medidos, mas nunca explicados.
"Esta pesquisa sugere que os resultados experimentais em nossos laboratórios são uma consequência da rotação galáctica torcendo nosso espaço-tempo local.
"Se isso se mostrar correto, então a natureza seria, afinal de contas, fundamentalmente simétrica. Esta previsão radical é testável com os dados que já foram coletados no CERN [LHC] e [no experimento] BaBar, bastando olhar os resultados que foram distorcidos no sentido que a galáxia gira," explica o Dr. Hadley.
Dilatação do tempo
Parece ser fácil negligenciar o efeito de algo tão grande quanto uma galáxia, porque o que parece mais óbvio para nós é o campo gravitacional local da Terra ou do Sol, sendo ambos muito mais facilmente perceptíveis do que o efeito gravitacional que nossa galáxia como um todo exerce sobre nós.
No entanto, o Dr. Hadley acredita que o que é mais importante neste caso é um efeito gerado pelo giro de tal corpo tão maciço.
A velocidade e o momento angular do giro de um corpo tão maciço quanto nossa galáxia cria um "arrastamento" sobre o espaço e o tempo locais, torcendo o formato desse tempo-espaço e criando efeitos de dilatação do tempo.
A rotação da nossa galáxia tem um efeito de torção no nosso espaço local que é um milhão de vezes mais forte do que a causada pela rotação da Terra.
Decaimento
Quando a violação de CP foi observada no decaimento dos mésons B, a diferença fundamental observada entre a dissolução das versões de matéria e de antimatéria da mesma partícula é uma variação nas diferentes taxas de decaimento.
Curiosamente, embora os pesquisadores observem essa larga variação no padrão das taxas de decaimento, quando as taxas de decaimento individuais são somadas elas aumentam o total tanto para as versões de matéria quanto de antimatéria da mesma partícula.
O Dr. Hadley acredita que o efeito de arrastamento de toda a galáxia sobre o tempo-espaço local explica todas essas observações.
Versões de matéria e antimatéria da mesma partícula vão manter exatamente a mesma estrutura, exceto quando elas forem imagens espelhadas umas das outras. Não é sem sentido esperar que o decaimento dessas partículas também comece como uma imagem espelhada exata uma da outra.
No entanto, não é assim que ele termina. O decaimento pode começar como uma imagem espelhada exata, mas o efeito de arrastamento induzido pela rotação da galáxia é significativo o suficiente para fazer com que as diferentes estruturas em cada partícula experimentem diferentes níveis de dilatação do tempo e, portanto, decaiam de formas diferentes.
A variação geral dos diferentes níveis de dilatação do tempo, contudo, fica na média quando cada partícula no decaimento é levada em conta - a violação de CP desaparece e a paridade é conservada.
Teoria testável
A beleza desta teoria é que ela também pode ser testada: há previsões que podem ser feitas feitas a partir da teoria e testadas experimentalmente.
A enorme variedade de dados que já existe, que mostram a aparente violação de CP em alguns decaimentos, pode ser re-examinada para ver se há um padrão que está alinhado com a rotação da galáxia.
O artigo do Dr. Hadley somente trata de como o arrastamento do espaço-tempo em escala galáctica poderia explicar as observações experimentais da aparente violação de CP.
Entretanto, a explicação também deixa aberta a porta para aqueles teóricos que acreditam que a violação de CP seria uma ferramenta útil para explicar a separação entre matéria e antimatéria no nascimento do nosso Universo, e o subsequente predomínio aparente da matéria.
De fato, o arrastamento do espaço-tempo em escala galáctica pode até mesmo deixar a porta ainda mais larga: as estruturas primitivas do universo, talvez as mais antigas, podem ter tido massa e giro suficientes para gerar efeitos de arrastamento que poderiam ter tido um efeito significativo na distribuição da matéria e da antimatéria.
Bibliografia:
The asymmetric Kerr metric as a source of CP violation
Mark J. Hadley
Europhysics Letters
Vol.: 95 (2011) 21003
DOI: 10.1209/0295-5075/95/21003
http://arxiv.org/abs/1107.1575
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