Tópicos
- O que é o zeptoverso?
- O que o CERN encontrou, exatamente?
- Como um detector consegue identificar um fenômeno tão raro?
- Por que foram necessários 42 anos para encontrar esse sinal?
- O que significa um resultado de 3,2 sigma? Já é uma descoberta?
- O zeptoverso pode ajudar a explicar a matéria escura?
- O que acontece agora com a pesquisa do CERN?
- Perguntas frequentes sobre o zeptoverso
- O zeptoverso é um universo paralelo?
- Qual partícula foi encontrada pelo CERN?
- Por que o resultado ainda não é considerado uma descoberta?
O nome parece ter saído da ficção científica, mas o zeptoverso é uma maneira de falar sobre distâncias tão pequenas que os aceleradores de partículas mal conseguem investigá-las diretamente. Nesta terça-feira (3), cientistas do CERN anunciaram um resultado que pode ajudar a explorar essa escala: a primeira evidência obtida por um único experimento de um decaimento subatômico esperado em apenas um a cada 10 bilhões de casos.
O sinal apareceu nos dados do LHCb, um dos detectores instalados no Grande Colisor de Hádrons (LHC), na fronteira da Suíça com a França. A equipe identificou indícios de que uma partícula chamada méson B0 se desintegrou em duas partículas mais leves, um múon e um antimúon. A busca começou em 1984 e ganhou força depois de uma modernização do equipamento em 2024.
Não significa que os físicos tenham encontrado matéria escura, visto uma nova dimensão ou descoberto uma partícula desconhecida. O que o resultado oferece é uma maneira mais precisa de procurar sinais de fenômenos que talvez estejam fora do alcance direto das máquinas atuais.
O que é o zeptoverso?
Zeptoverso é o apelido dado por alguns físicos ao domínio de distâncias da ordem de um zeptômetro, equivalente a 10-21 metro. Escrito por extenso, isso corresponde a 0,000000000000000000001 metro, ou um trilionésimo de um bilionésimo de metro.
Para ter uma ideia da diferença, um átomo típico tem dimensões da ordem de 10-10 metro. Um zeptômetro é, portanto, cerca de 100 bilhões de vezes menor do que essa referência. Não se trata de um universo separado, mas de uma escala de comprimento em que os cientistas procuram efeitos de partículas e forças ainda não identificadas.
Segundo a Universidade de Cambridge, o LHC alcança diretamente escalas próximas de uma centena de zeptômetros. Para buscar indícios de fenômenos associados a distâncias ainda menores, os pesquisadores usam um caminho indireto: medem com extremo cuidado como partículas conhecidas se comportam e verificam se os números coincidem com as previsões da física.
O que o CERN encontrou, exatamente?
O resultado anunciado em 3 de novembro de 2026 pelo CERN envolve o decaimento do méson B0, também identificado como Bd. Essa partícula contém um quark do tipo beauty (também chamado de bottom) e um quark leve de carga oposta.
Na transformação investigada, o méson deixa de existir e sua energia dá origem a um múon de carga negativa e um antimúon de carga positiva. Os múons são parentes dos elétrons, mas têm massa muito maior. A teoria conhecida como Modelo Padrão prevê esse processo, embora ele seja extraordinariamente improvável.
A frequência esperada é de aproximadamente uma ocorrência para cada 10 bilhões de mésons B0 que decaem. O grande desafio não é somente produzir essas partículas, algo que o LHC faz em enorme quantidade. É separar uma assinatura raríssima de inúmeros outros processos capazes de deixar sinais parecidos.
Como um detector consegue identificar um fenômeno tão raro?
Os cientistas não fotografaram o méson B0 desaparecendo. Quando prótons se chocam dentro do LHC, surgem diferentes partículas que atravessam sensores e deixam informações sobre suas trajetórias e energias. A partir desses registros, o detector reconstrói o que provavelmente aconteceu durante cada colisão.
As partículas que contêm quarks beauty duram, em média, cerca de 1,5 trilionésimo de segundo. É pouco tempo, mas suficiente para que instrumentos de alta precisão ajudem a determinar onde elas surgiram e onde ocorreu o decaimento. No caso estudado, a equipe procurou pares de múons compatíveis com a transformação de um méson B0.
O trabalho exige eliminar sinais que imitam esse resultado. Técnicas de aprendizado de máquina ajudaram a reconhecer padrões nos dados e a reduzir o ruído de fundo. A modernização do LHCb também tornou possível coletar informações a uma taxa cerca de cinco vezes maior do que a alcançada entre 2010 e 2018, segundo o CERN.
Por que foram necessários 42 anos para encontrar esse sinal?
O problema acompanha os físicos desde 1984. Durante décadas, o número de colisões analisadas e a capacidade de distinguir partículas não foram suficientes para estabelecer um sinal convincente desse decaimento específico.
Em 2015, uma análise conjunta dos experimentos LHCb e CMS já havia apontado indícios da transformação do méson B0 em dois múons. Aquela indicação, porém, não foi confirmada em atualizações posteriores. Isso não deve ser confundido com o decaimento semelhante do méson Bs0, que foi observado naquele mesmo ano e ocorre com maior frequência.
O avanço recente veio da combinação entre detectores melhores, uma quantidade muito maior de dados e métodos mais refinados de análise. Os registros obtidos em 2024 e 2025, sozinhos, produziram um sinal de 3 sigma. Quando a equipe juntou esses dados aos coletados entre 2011 e 2018, o resultado chegou a 3,2 sigma.
O marco, portanto, não é a primeira suspeita da existência do processo, e sim a primeira evidência sustentada pelos dados de um único experimento. É uma diferença importante para entender o anúncio.
O que significa um resultado de 3,2 sigma? Já é uma descoberta?
Ainda não. Em física de partículas, os pesquisadores usam uma medida estatística chamada sigma para avaliar o quanto um sinal se destaca das flutuações esperadas nos dados. Um resultado de 3 sigma costuma ser classificado como evidência. Para anunciar formalmente a descoberta de um fenômeno, o padrão da área é alcançar 5 sigma.
Os 3,2 sigma obtidos pelo LHCb superam o limite habitual para evidência, mas ainda deixam espaço para que mais dados alterem a conclusão. O estudo foi disponibilizado como pré-publicação científica e, até o anúncio de 3 de novembro, não havia passado pela revisão por pares.
Existe outro ponto decisivo: os valores medidos concordam com o Modelo Padrão. Isso fortalece a medição e restringe algumas hipóteses sobre partículas desconhecidas, mas não representa uma quebra das leis da física conhecidas.
O zeptoverso pode ajudar a explicar a matéria escura?
Essa é uma das razões pelas quais os cientistas querem avançar nessa direção. O Modelo Padrão descreve com precisão muitas partículas e interações conhecidas, mas não explica a natureza da matéria escura, cuja existência é inferida principalmente pelos efeitos gravitacionais observados no Universo.
Mesmo quando uma partícula desconhecida é pesada demais para ser produzida diretamente no LHC, ela pode influenciar processos quânticos. Se essa influência alterar a frequência de um decaimento muito raro, a diferença poderá aparecer quando os pesquisadores compararem os dados com os cálculos teóricos.
É justamente isso que torna o decaimento B0 em dois múons tão interessante. Por ser extremamente improvável, qualquer contribuição adicional pode ser mais perceptível. Nada disso, entretanto, significa que o CERN tenha encontrado matéria escura ou detectado uma nova força.
A busca por matéria escura também ocorre por outros caminhos. Um deles envolve grandes observatórios espaciais, como o telescópio Roman, da NASA, cuja câmera de 300 megapixels foi apresentada pelo Overdrive. São estratégias científicas diferentes para tentar responder a perguntas que a física atual ainda não resolveu.
O que acontece agora com a pesquisa do CERN?
O próximo objetivo é reunir dados suficientes para confirmar o decaimento com pelo menos 5 sigma e medir sua frequência com precisão muito maior. Isso permitiria perceber até desvios pequenos em relação às previsões do Modelo Padrão.
O CERN projeta o início da fase de alta luminosidade do LHC em 2030 e uma nova modernização do LHCb para meados da década de 2030. Essas melhorias deverão ampliar a quantidade de eventos analisados e tornar mais rigorosa a procura por efeitos de partículas ainda desconhecidas.
Por enquanto, o resultado de novembro não revelou o que existe no zeptoverso. Mas resolveu uma dificuldade que persistia havia 42 anos: reconhecer, em meio a uma quantidade gigantesca de dados, um processo que a teoria previa e que quase nunca acontece. Agora os físicos podem investigar essa raridade em vez de apenas procurá-la.
Perguntas frequentes sobre o zeptoverso
O zeptoverso é um universo paralelo?
Não. É um nome informal para escalas extremamente pequenas, próximas de 10-21 metro. O termo não indica a existência comprovada de outra dimensão ou de um universo separado.
Qual partícula foi encontrada pelo CERN?
O experimento LHCb encontrou evidências de um decaimento do méson B0 em um múon e um antimúon. Não foi anunciada uma nova partícula.
Por que o resultado ainda não é considerado uma descoberta?
Porque o sinal alcançou 3,2 sigma. A física de partículas costuma exigir 5 sigma para declarar uma descoberta, e os pesquisadores ainda precisam de mais dados para alcançar esse patamar.
Leia também: o que o James Webb encontrou no cometa interestelar 3I/ATLAS e como a NASA calcula o risco de impacto do asteroide Bennu.
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