O deuterão é o segundo núcleo mais simples dos elementos químicos, formado apenas por um protão e um neutrão. Agora, um grupo internacional de 33 cientistas verificou que este núcleo atómico é mais pequeno do que se tem vindo a considerar.
Em 1931, Harold Clayton Urey descobriu o deutério, o núcleo do hidrogénio pesado, que é formado por um protão e um neutrão. Esta descoberta foi considerada de importância para a química tendo sido atribuído ao cientista o prémio Nobel da Química de 1934.
Quando o deutério é ionizado obtém-se o deuterão, ou seja, um núcleo com massa igual a 2 e energia positiva. O deutério tem diversas aplicações em física, nomeadamente em processos de fusão nuclear.
O deuterão tem vindo a ser estudado por um grupo de cientistas internacionais que inclui 9 portugueses da Universidade de Aveiro (UA) e da Universidade de Coimbra (UC). Os cientistas, em 2010 mediram o protão e chegaram a um valor consideravelmente mais pequeno do que os valores medidos através de outros métodos experimentais. O resultado do estudo foi publicado na revista científica Nature e ficou conhecido por ‘puzzle do raio do protão’.
Agora os cientistas, em estudo publicado na revista científica Science, indicam que as medidas que executaram no Paul Scherrer Institute, PSI, na Suíça, “mostram que o deuterão, tal como o protão, é mais pequeno do que era assumido até agora pela comunidade científica”.
Esta nova medida do deuterão criou um mistério análogo ao do protão. “Isto poderá levar a um ajuste na constante de Rydberg, uma quantidade fundamental da Física. Uma outra possibilidade é a existência de uma nova Força até agora desconhecida”, indica a UC.
A UC indica, em comunicado, que “desde 2010 que têm sido realizados esforços intensos para resolver o puzzle causado pelos estudos desta equipa”, ou seja tentar encontrar respostas para a questão: “Porque é que o protão quando orbitado por um muão é 4% mais pequeno do que quando é orbitado por um eletrão?”
Até à data os cientistas não encontraram justificação para este facto, e estes novos resultados vêm adensar ainda mais este puzzle. A teoria mais bem estudada não prevê, nem consegue explicar, a diferença encontrada.
Ora como refere a UC, os resultados agora divulgados vêm reforçar ainda mais o “puzzle do tamanho do protão”, e recolocar questões que possam esclarecer “fenómenos que se pensava estarem já bem estudados”.
Joaquim Santos, da Universidade de Coimbra e coordenador da equipa de cientistas portugueses, envolvidos no estudo, citado pela UC, refere que a “explicação pode passar pela existência de um novo tipo de Força até hoje desconhecida”, e acrescenta “a explicação mais óbvia seria a existência de pequenas imprecisões nas experiências anteriores à nossa”.
Grupos de cientistas em Munique, Paris e Toronto estão a aumentar a precisão das medições do deuterão o que pode conduzir a “uma pequena alteração na constante de Rydberg, a constante da Física que foi determinada com maior precisão e que está fortemente interligada com o tamanho do protão”, refere Joaquim Santos.
O cientista esclarece que a constante de Rydberg “serve de base para outras grandezas utilizadas em cálculos importantes da Física e a sua alteração terá impacto em várias áreas da Ciência e levará a pequenas correções em outras grandezas da natureza”.
De acordo com a UC, o trabalho de investigação contou com cientistas de Munique (como TW Hänsch, prémio Nobel da Física de 2005), Paris, Estugarda, Friburgo, Zurique, Taiwan, Aveiro e Coimbra.
A participação portuguesa tem sido financiada pela Fundação para a Ciência e Tecnologia e envolveu os cientistas Luís Fernandes, Fernando Amaro, Cristina Monteiro, João Cardoso, José Matias Lopes, Andreia Gouvea e Joaquim Santos (Coordenador), da Universidade de Coimbra, e Daniel Covita e João Veloso (Coordenador), da Universidade de Aveiro.
