Físicos russos propõem novo modelo de partículas elementares

Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Moscou) propuseram um novo modelo da estrutura interna de partículas elementares e núcleos de átomos.

Como diz a Teoria da Relatividade Geral, qualquer campo produz curvas no espaço-tempo, já pelo fato de possuir energia e, consequentemente, massa. O campo gravitacional que nós observamos é precisamente esta curvatura. De acordo com a ideia e as equações de Einstein no âmbito da Relatividade Geral, qualquer campo, seja eletromagnético ou de forças nucleares, é na sua essência um campo gravitacional.

Contudo, hoje em dia, os cientistas costumam considerar o espaço como plano, tal como o propõe a Teoria da Relatividade Restrita. Isso faz com que todos os objetos elementares sejam considerados como pontos, ou seja, sem estrutura.

"A nova solução das equações que obtivemos permite explicar a natureza gravitacional da carga elétrica fundamental, da massa de repouso da partícula, defini-las através das curvaturas do espaço e também calcular o raio da partícula elementar", conta um dos coautores da pesquisa, Yuri Khlestkov, docente da MEPhI.

Ele diz que o raio do próton coincide com uma precisão de 0,04% com o valor experimental obtido em 2010 pelo Grupo de Átomos Muónicos, chefiado por Randolf Pohl (Instituto Max Planck), durante experimentos com hidrogênio.

Os cientistas acreditam que estes resultados podem fazer repensar o papel da relatividade geral na física e resultar na descoberta de novas propriedades das partículas e dos campos, o que permitirá solucionar um vasto leque de questões atuais nas áreas da energia e da exploração do espaço profundo.

Modelo mais detalhado de nascimento e evolução de galáxias é criado em supercomputador (FOTOS)

Cientistas da Alemanha e dos EUA terminaram o projeto TNG50 da criação do mais detalhado modelo de evolução de galáxias, o que permitiu pela primeira vez observar o processo de evolução em detalhes.

O projeto TNG50 permitiu ver pela primeira vez em detalhes como se formam as galáxias e como evoluíram logo depois do Big Bang. Os resultados foram publicados na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

O TNG50 é o primeiro simulador digital que combina a modelagem de um volume enorme do espaço com alta precisão e detalhes. Ele permite recriar os fenômenos físicos que ocorrem em um volume cúbico do espaço com um lado de 230 milhões de anos-luz à escala de apenas alguns anos-luz, seguindo simultaneamente a evolução de milhares de galáxias durante 13,8 bilhões de anos da história espacial. O modelo inclui mais de 20 bilhões de partículas que imitam matéria escura, estrelas, gás cósmico, campos magnéticos e buracos negros supermassivos.

CC BY 4.0 / D. NELSON (MPA) AND THE ILLUSTRISTNG TEAM

Evolução durante várias centenas de milhões de anos (de cima para baixo) de gás em torno da galáxia em resultado da modelagem do TNG50 com um buraco negro supermassivo ativo no centro

Os cálculos foram realizados no supercomputador Hazel Hen, localizado na cidade de Stuttgart, Alemanha, que tem 16 mil núcleos. O trabalho decorreu durante 24 horas por dia e sete dias por semana por mais de um ano, o que é equivalente a 15 mil anos com o uso de um processor de um núcleo.

O simulador TNG50 permitiu calcular pela primeira vez a dinâmica doa fluxos de gás cósmico que cerca as galáxias. Foi revelado que a geometria do fluxo de gás define a forma e estrutura da galáxia.

CC BY 4.0 / D. NELSON (MPA) AND THE ILLUSTRISTNG TEAM

Resultados da modelagem de 16 galáxias

Os cientistas viram como das nuvens de gás caóticas se formam os discos planos das galáxias espirais parecidas com a Via Láctea.

Todos esses fenômenos foram observados pelos cientistas pela primeira vez.

"Os experimentos numéricos desse tipo são particularmente bem-sucedidos quando se obtém mais do que se esperava. No nosso modelo vimos fenômenos que não estavam programados", disse um dos chefes da pesquisa, o cientista alemão Dylan Nelson do Instituto Max Planck de Astrofísica.

Nelson explicou que os fenômenos surgem de maneira natural da interação complexa entre as principais componentes do modelo do Universo criado com o simulador TNG50.

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