Anomalias em Isótopos de Cálcio Sugerem Quinta Força Fundamental

A física fundamental, que descreve interações como a gravidade, pode estar incompleta, motivando a busca por novas forças além do Modelo Padrão. Evidências preliminares para uma possível quinta interação surgiram de análises recentes sobre transições atômicas em isótopos de cálcio, conforme detalhado em um trabalho internacional publicado na revista Physical Review Letters em 2025.

As transições atômicas em questão envolvem a absorção e subsequente emissão de energia pelos elétrons, processos cuja característica está intrinsecamente ligada à estrutura nuclear do átomo, especificamente ao número de nêutrons. O cálcio, elemento abundante no corpo humano e essencial para funções como a transmissão nervosa, possui seis isótopos estáveis, sendo o Ca-40 o mais comum, representando cerca de 97% da ocorrência natural.

De acordo com as previsões teóricas do Modelo Padrão, o desvio na transição entre os isótopos de cálcio (Ca-40, Ca-42, Ca-44, Ca-46 e Ca-48), cujas contagens de nêutrons variam de 20 a 28, deveria seguir uma relação linear quando plotados em um diagrama conhecido como King plot. No entanto, os pesquisadores detectaram um pequeno desvio não linear em relação a essa expectativa teórica.

Embora a discrepância possa ser explicada por efeitos conhecidos ainda não totalmente incorporados aos cálculos, a comunidade científica a interpreta como uma primeira indicação da atuação de uma força adicional e fraca entre elétrons e nêutrons. Essa força hipotética seria mediada por uma partícula elementar denominada bóson de Yukawa. Os resultados do estudo de 2025 estabeleceram o limite mais restritivo até o momento sobre a massa e intensidade dessa partícula mediadora, com estimativas de massa na faixa de aproximadamente 10 a 10 milhões de elétron-volts por velocidade da luz ao quadrado (eV/c²).

Atualmente, no início de 2026, a equipe internacional de cientistas, composta por pesquisadores da Alemanha, Suíça e Austrália, está focada em refinar a investigação. O esforço concentra-se na medição de uma terceira transição energética nos isótopos de cálcio. O objetivo é construir uma versão tridimensional do King plot, o que permitirá confirmar ou refutar definitivamente os sinais observados que apontam para física além do Modelo Padrão. O Professor Emérito José-Philippe Pérez, do IRAP-CNRS e da Universidade Paul Sabatier de Toulouse, tem um histórico de publicações em áreas como óptica e mecânica.