Físico da Universidade de Washington David Hertzog mal posso esperar para descobrir como centenas de pesquisadores que trabalharam em um projeto geek conhecido como Colaboração Muon g-2 reagirão quando souberem que cada um ganhou milhares de dólares por esse trabalho.
O dinheiro vem do Prêmio Breakthrough de física fundamental deste ano, de US$ 3 milhões, concedido esta noite durante uma cerimônia de gala em Los Angeles. Hertzog e seus colegas decidiram que o prêmio deveria ser dividido igualmente entre todos os autores de artigos de pesquisa relacionados à série de experimentos com múons que durou décadas.
“Há estudantes que entraram e saíram dessa coisa – dois anos ou menos”, disse Hertzog. “Eles ficarão chocados com algo que fizeram há muito tempo e que não se lembram de ter feito. Eles receberão um telefonema ou e-mail do pessoal da Breakthrough e dirão: ‘O quê!?’ Isso é divertido.
Hertzog disse que o dinheiro será compartilhado por cerca de 400 pesquisadores que estiveram envolvidos nos experimentos do Muon g-2 no Fermilab, em Illinois, e no Laboratório Nacional de Brookhaven, em Nova York. O prémio também homenageia o papel desempenhado pelo centro de investigação europeu CERN, que remonta a 1959. “Havia um homem muito, muito velho que ainda estava vivo devido à experiência dos anos 1970, mas penso que ele morreu”, disse Hertzog.
Embora a matemática precisa ainda não tenha sido elaborada, dividir US$ 3 milhões entre 400 pessoas daria a cada beneficiário US$ 7.500. “Isso não é nada para se desperdiçar se você é um estudante ou um jovem pós-doutorado”, disse Hertzog.
Um grande momento para o múon
O investidor tecnológico russo Yuri Milner e a sua esposa, Julia Milner, estabeleceram o Prémio Breakthrough em 2012 para reconhecer realizações em física fundamental, matemática e ciências da vida. Eles também queriam adicionar um toque de Hollywood à percepção pública dos cientistas, chegando ao ponto de estender um tapete vermelho para celebridades no “Oscar da Ciência”. O anfitrião da cerimônia deste ano foi James Corden, e a lista de convidados incluía Robert Downey Jr., Eileen Gu, Anne Hathaway, Paris Hilton, Salma Hayek Pinault e Michelle Yeoh.
Os US$ 3 milhões Prêmio Revelação é o prêmio científico mais rico do mundo, superando o prêmio de cerca de US$ 1,2 milhão concedido aos ganhadores do Nobel. Mais de US$ 344 milhões foram distribuídos desde a criação do programa de prêmios. Vencedores anteriores da Universidade de Washington incluem os físicos Eric Adelberger, Lukasz Fidkowski, Jens Gundlach e Blayne Heckel, além do bioquímico David Baker.
O prêmio deste ano em física fundamental aborda um esforço de longa data para conciliar descobertas experimentais com uma das teorias científicas mais bem-sucedidas da história: a Modelo Padrão da física de partículas. A teoria estabelece uma estrutura para classificar e compreender uma variedade de partículas subatômicas – incluindo o múon, que é semelhante ao elétron, mas 207 vezes mais pesado.
O Modelo Padrão prevê as várias propriedades do múon. Uma dessas propriedades é a força e a orientação do campo magnético do múon, conhecido como seu momento magnético. A formulação mais simples da teoria exige que o valor do momento magnético do múon, representado nas equações pela letra g, seja igual a 2.
Poucas coisas na física de partículas são tão simples, entretanto. Testes experimentais mediram o fator g como ligeiramente superior a 2, e essa discrepância tornou-se o foco dos experimentos Muon g-2 (pronuncia-se “mew-on gee-minus-two”).
Se houvesse uma incompatibilidade confirmada entre o Modelo Padrão e os resultados experimentais, isso poderia abrir a porta para uma nova física. Por exemplo, talvez novos conjuntos inteiros de partículas subatômicas não previstos pela teoria tenham de alguma forma escapado à observação direta. Assim, físicos de todo o mundo reuniram as suas forças para determinar o valor de g, quer para preencher a lacuna entre a experiência e a teoria, quer para se concentrarem numa nova fronteira na física.
Ao longo dos anos, os físicos têm conduzido ensaios experimentais cada vez mais refinados usando ímãs poderosos no CERN, Brookhaven e Fermilab. Hertzog está na busca desde Brookhaven juntou-sehá cerca de 30 anos, e ele fez parte da equipe em 2013, quando o enorme ímã principal do experimento foi mudou de Brookhaven para Fermilab.
Cada execução reduziu a incerteza em torno do valor preciso de g. A maior conquista veio de Versão do experimento do Fermilab em 2025.
“Estabelecemos a meta em 140 partes por bilhão e obtivemos 127 partes por bilhão”, disse Hertzog. “Quando redigimos a proposta, éramos tão ambiciosos quanto podíamos imaginar, porque queríamos que as pessoas nos aceitassem. Depois, eliminamos todos os erros sistemáticos, melhor do que esperávamos. E então surgiram novos, o que nos causou um pouco de dificuldade.”
Ao mesmo tempo, outros físicos lutavam com modelos teóricos. Eles consideraram os efeitos sempre tão sutis das partículas entrando e saindo do espuma quântica acredita-se que isso constitui a estrutura do espaço-tempo em sua menor escala. No ano passado, um dos modelos apresentou uma gama de valores teóricos para g que se sobrepunha à gama de valores experimentais da Colaboração Muon g-2.
Isso levou alguns a afirmar que, afinal, não havia discrepância. “Um famoso experimento de física de partículas terminou não com um estrondo, mas com um gemido”, A revista Science relatou. Mas, mais uma vez, poucas coisas na física de partículas são tão simples. Hertzog insistiu que os relatos da morte do mistério do múon foram muito exagerados.
“Eu apenas levantei as mãos, porque depois de 30 anos trabalhando nisso, é um pouco decepcionante que não esteja claro”, disse ele. “Não só o número que eles recomendaram mudou, mas a certeza do seu número ficou muito maior. A incerteza na recomendação da teoria é realmente muito grande. Mudou, mas também é muito grande.”
Hertzog disse que o Prêmio Breakthrough reconhece uma busca científica que ainda está em andamento. “Esta história não está terminada”, disse ele. “A história é realmente sobre a extraordinária conquista da precisão desta medição delicada que sonda a natureza a um nível tão profundo.”
Haverá alguma resposta definitiva para o mistério do múon?
“Ainda não sabemos, mas é cognoscível, em vez de caminharmos para uma vasta nuvem de ambiguidade”, disse Hertzog. “Então, acho que dentro de alguns anos descobriremos onde isso finalmente chegará. … Quem sabe se isso nos levará a outro capítulo neste negócio. Mas estou confiante de que saberemos disso.”
Uma grande noite para inovações
O Prêmio Revelação da Colaboração Muon g-2 foi concedido a centenas de pesquisadores de 31 instituições em sete países, mas apenas quatro membros da equipe foram selecionados para subir ao palco na cerimônia de premiação desta noite. Hertzog foi acompanhado por Chris Polly do Fermilab, William Morse de Brookhaven e Lee Roberts de Brookhaven e da Universidade de Boston.
Um prêmio especial vitalício para física fundamental foi para David Gross, teórico do Instituto Kavli de Física Teórica da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara. Gross ganhou uma parte do Prêmio Nobel de Física de 2004 para preencher lacunas no Modelo Padrão relativas à força nuclear forte. Mais recentemente, ele ajudou a escrever um plano nacional histórico de 40 anos para a física de partículas.
Três prêmios foram concedidos nas ciências da vida:
Frank Merle, do Institut des Hautes Études Scientifiques, em Paris, recebeu o prêmio deste ano em matemática por alcançar avanços em equações de evolução não linear. Seu trabalho pode ter implicações desde a engenharia aeronáutica e segurança até a astrofísica.
Por sua vez, Hertzog não pretende descansar sobre os louros. Mesmo com o encerramento da Colaboração Muon g-2, ele se juntou à equipe por outro experimento de física de partículas chamado PIONEER. Esse experimento irá investigar inconsistências entre o Modelo Padrão e as observações do decaimento do píon. Tal como aconteceu com as experiências Muon g-2, há uma hipótese de a PIONEER poder apontar o caminho para a física para além do Modelo Padrão.
“Esta é uma oportunidade de ouro no mercado de ações”, disse Hertzog. “É assim que eu vejo as coisas.”
O Site do Prêmio Revelação tem o lista completa dos homenageados deste anoincluindo os vencedores dos Prêmios Novos Horizontes para físicos e matemáticos em início de carreira, Prêmios Novas Fronteiras Maryam Mirzakhani para mulheres matemáticas e o primeiro Prêmio Novas Fronteiras Vera Rubin para mulheres físicas. O show de premiação gravado deve ir ao ar ao meio-dia PT do dia 26 de abril via YouTube.
Hertzog e o físico da Universidade de Berna, Martin Hoferichter, revisam os resultados dos experimentos com Muon g-2 em um artigo pré-impresso intitulado “O momento magnético anômalo do múon: status e perspectivas.”
