Uma equipa internacional, com investigadores da Universidade de Coimbra (UC), Universidade de Aveiro (UA) e Universidade Nova de Lisboa, acabou de publicar os resultados de uma experiência que permitiu medir, com um nível de precisão sem equivalente, o raio do núcleo atómico do hélio. As experiências foram realizadas no Paul Scherrer Institut na Suíça e usaram muões, partículas semelhantes aos eletrões, mas 200 vezes mais pesadas.
O hélio é o segundo elemento mais abundante no universo, a seguir ao hidrogénio e cerca de um quarto dos núcleos formados nos primeiros minutos após o Big Bang eram de hélio. Cada núcleo destes é constituído por quatro blocos de construção: dois protões e dois neutrões. A medição agora conseguida é fundamental para se poder perceber os processos de outros núcleos atómicos que são mais pesados, entre outros avanços que resultarão desta experiência.
De acordo com os resultados obtidos, com uma precisão cinco vezes superior à que tinha sido conseguida até agora, o raio de carga médio do núcleo de hélio é de 1,67824 fentómetros (há mil biliões de fentómetros num metro).
“O conceito em que assenta a nova metodologia é simples: num átomo ‘normal’ são eletrões que orbitam em torno do núcleo; nesta abordagem, os eletrões são substituídos por um muão, formando um átomo exótico, no presente caso o hélio muónico. O muão é considerado o irmão do eletrão, mas cerca de 200 vezes mais pesado. Um muão está muito mais fortemente ligado ao núcleo atómico do que um eletrão e orbita em órbitas cerca de 200 vezes mais próximas do núcleo. Consequentemente, o hélio muónico permite tirar conclusões sobre a estrutura do núcleo atómico e medir suas propriedades”, lê-se no comunicado de imprensa.
O trabalho foi feito com a colaboração de 40 investigadores de vários países, com destaque para cinco cientistas do Departamento de Física da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (Luís Fernandes, Fernando Amaro, Cristina Monteiro, Andreia Gouvea e Joaquim Santos), três da Universidade Nova de Lisboa (Jorge Machado, Pedro Amaro e José Paulo Santos) e dois da Universidade de Aveiro (Daniel Covita e João Veloso).
A mesma equipa já tinha medido o raio do protão, em 2010, utilizando a mesma abordagem. Esta medição agora conseguida vai colocar à prova as previsões teóricas anteriores, possibilita novos testes de modelos teóricos da estrutura nuclear e pode ser comparada com as que são obtidas em experiências em que são usados átomos e iões ‘normais’.
