www.estadao.com.br - 08.07.10

Experimento lança dúvida sobre uma das teorias fundamentais da física

Resultado de medição do próton parece ser incompatível com a eletrodinâmica quântica


Carlos Orsi, do estadao.com.br

A teoria desenvolvida pela ciência no século 20 para explicar todos os fenômenos elétricos, magnéticos e a forma como a luz interage com a matéria está sendo desafiada por um importante resultado experimental. Considerada pelo ganhador do Nobel Richard Feynman a "joia da física - nosso maior orgulho", a eletrodinâmica quântica, ou QED, pode acabar se revelando um diamante imperfeito.


Não é pouca coisa: a QED é uma das teorias mais bem-sucedidas de todos os tempos. No livro que escreveu sobre o assunto, QED, A Estranha Teoria da Luz e da Matéria, Feynman (que morreu em 1988), compara a exatidão dos resultados produzidos com base nela à de uma medida da distância entre as cidades de Los Angeles e Nova York - de mais de 3.900 km - que fosse correta até a espessura de um fio de cabelo.

O experimento que está pondo a precisão da QED em jogo sonda espaços muito menores que o da largura de um cabelo humano, no entanto.

Descrito na edição desta semana da revista Nature, ele representa a medição mais perfeita já obtida do raio do próton, uma das partículas fundamentais da matéria, presente no núcleo de todos os átomos. Se a espessura de um fio de cabelo se mede em micrômetros, ou milionésimos de metro, o raio de próton é apenas uma fração de femtômetro. É preciso um trilhão de femtômetros para fazer um milímetro.

O raio do próton apresentado na Nature é da ordem de 0,84 femtômetro. Experimentos mais antigos, no entanto, haviam fixado um valor mais próximo de 0,87. A diferença, embora pareça pequena, fica além das margens de erro estatístico e pode representar a primeira rachadura na couraça da QED, teoria que serviu de base para os cálculos realizados tanto na medição atual quanto nas anteriores.

Erro, revolução e cautela

Entre os cientistas, a discrepância, com sua sugestão implícita de uma falha na estrutura da QED, ao mesmo tempo entusiasma, intriga e inspira cautela. "Um problema na física da QED é a explicação menos provável, mas de longe a mais interessante e a principal motivação para trabalhos assim", resume o físico Jeff Flowers, do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido e autor de um comentário que acompanha o artigo na Nature.

Flowers considera como mais prováveis causas para a diferença um erro de cálculo ou de experimento, cometido na medição atual ou em trabalhos prévios. Mas faz uma ressalva: "Por causa da discrepância entre o resultado deste artigo e os trabalhos anteriores, o artigo foi revisado, tanto formal quanto informalmente, por especialistas em física teórica e experimental, e ninguém conseguiu apontar um erro. Claro, isso não prova que não haja erro, mas ele com certeza não é óbvio".

O principal autor do artigo com o novo raio do próton, Randolf Pohl, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, na Alemanha, também diz que não está convencido de que a QED tenha falhado. "Mas estamos muito intrigados", reconhece. "Os experimentos são todos muito precisos e redundantes, então é difícil ver como poderiam ter errado tanto. E os teóricos acreditam que seus cálculos estão corretos".

"Minha opinião pessoal", diz ele, "é que temos muito trabalho pela frente", envolvendo novos experimentos e revisão dos cálculos. "Só se ninguém encontrar um erro é que poderemos presumir que a QED está em apuros".

Novas teorias e tecnologias

Mas o que significaria a QED estar em apuros? O fato de equipamentos eletrônicos funcionarem é uma prova de que ela não pode estar muito errada. Pohl concorda: "Sim, se a QED estiver errada, seria um efeito muito sutil, que não afetaria o funcionamento interno de televisores ou computadores".

Flowers, por sua vez, lembra que há casos na história da ciência em que o que parecia ser apenas uma pequena correção teórica, num determinado momento, acabou se revelando uma revolução filosófica e técnica mais à frente.

"A Relatividade

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