Bóson de Higgs: uma partícula elementar?

No dia 4 de julho, pesquisadores do CERN anunciaram ter finalmente encontrado o que se supõe ser o Bóson de Higgs, alvo principal das buscas no acelerador de partículas mais conhecido pelas siglas LHC. Para não ter que explicar muito, vou colocar aqui um vídeo bem simples e didático, feito ainda antes da descoberta, que me ajudou a entender facilmente o que seria esta partícula, e como ela interagiria para fornecer massa às outras, além de compreender a relação estabelecida por ela com o Campo de Higgs. Vale a pena assistir, e é bem curtinho: 3 minutos e meio. Se as legendas em Português não aparecerem, clique à esquerda do símbolo da engrenagenzinha)


Divulgação da notícia
Imediatamente, por tratar-se de um assunto que chamou a atenção do grande público, a maioria dos jornais, revistas, sites e blogs da internet se apressaram em divulgar o acontecimento histórico, alguns de maneira a tentar facilitar o entendimento das pessoas leigas no assunto. O problema é que muitos meios de comunicação acabaram se complicando um pouco nas explicações, sem falar na infeliz insistência de alguns em usar o inapropriado termo "partícula de Deus", sugerindo uma provável ligação - logicamente inexistente - entre a ciência e a religião.

E se o Higgs não for uma partícula elementar?
O que eu gostaria de tratar neste post é a possibilidade que ainda não se pode descartar, de que este bóson, por algumas características reveladas, ao contrário do que se possa pensar, não seja realmente uma partícula elementar. A ideia não parece ser tão absurda. Já se cometeram equívocos semelhantes no passado. Quando da descoberta dos prótons, por exemplo, perto do início do século 20, achava-se a princípio que eles seriam partículas elementares. Somente bem mais tarde, não antes de 1970, é que se chegou à conclusão de que na verdade eles eram constituídos de partículas ainda menores, que são conhecidas atualmente como quarks e glúons.
Para se ter uma ideia do quanto seria interessante que houvesse uma abertura de possibilidades e hipóteses novas nesta área, o ganhador do prêmio Nobel de Física de 1979 com trabalho teórico sobre partículas elementares, Steven Weinberg, disse que seria um "pesadelo" se o bóson de Higgs, ao ser descoberto, apenas cumprisse os seus deveres como previsto no Modelo Padrão e nada mais. Essa partícula, se assim fosse, não nos daria pistas sobre o que viria a seguir. As dúvidas surgidas, na verdade são cruciais para manter a procura de caminhos para uma teoria mais abrangente, ou reforçar aquelas já previstas, como por exemplo a da Supersimetria. Nesta teoria, haveria a possibilidade de se obter explicações ainda mais completas do que as do Modelo Padrão. Além do mais, devemos sempre ressaltar que este modelo atual não abrange explicações para 95% da composição do Universo, do qual faz parte, por exemplo, a matéria escura

Clique aqui se quiser ver o excelente diagrama da figura acima em tamanho ampliado, publicado originalmente na New Scientist, e ter uma ideia das partículas que poderiam ser acrescentadas ao Modelo Padrão, previstas pela Supersimetria.

Futuro
Eu, de fato, após ler algumas matérias (em inglês), tais como esta e esta, publicadas pela New Scientist, uma fonte confiável, resolvi fazer algumas perguntas nos comentários de um bom post do blog Ciências e Adjacências, do físico e jornalista científico, Roberto Belisário, pessoa que considero muito capacitada para esclarecer algumas dúvidas do que pode surgir a partir de agora, e fiquei muito grato pela sua gentileza em me responder. O que realmente percebi é que ele também acha que muitas novidades ainda surgirão sobre a descoberta do Higgs, e também concorda que possa ficar cada vez mais difícil comprovar as novas teorias na prática, já que provavelmente precisaremos de aceleradores ainda maiores. Se foi difícil convencer muitas pessoas da importância de se gastar U$ 9 bilhões no LHC, quem dirá daqui pra frente. Aliás, para quem deseja saber para que mais serve estas pesquisas, li um texto muito bem escrito sobre isso. Clique aqui se também quiser ler o artigo intitulado " Sejamos pragmáticos: Um bóson de Higgs serve para quê?"
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17 comentários:

  1. Artigo excelente, Jairo!!! :)

    Uma coisa interessante que salientarei deste: à medida que temos que descobrir partículas cada vez menores, temos que aumentar a capacidade técnica e capital financeiro para detectá-los. É a ciência a "brincar" conosco. :)

    Parabéns pelo artigo, meu caro.

    Abraços.

    Cavalcanti

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  2. @Cavalcanti:
    A grande questão levantada é justamente essa. Será que conseguiremos construir uma máquina (acelerador) suficientemente capacitado para comprovar a existência destas partículas cada vez menores, previstas na teoria? Quando chegarmos a esta limitação prática, creio que teremos que nos conformarmos. obrigado.
    Abraço

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  3. Você levantou uma questão muitíssimo interessante. :)

    Sou sincero: até então, não tinha-me dado conta disso, Jairo. ;)

    Boa perspicácia.

    Cavalcanti

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  4. @Cavalcanti:
    Sobre a limitação prática dos experimentos científicos que serão necessários no ramo da física de partículas de agora em diante, eu já havia conversado nos comentários do blog do físico Belisário, e ambos concordamos que talvez estamos bem próximos desta limitação.

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  5. Sim, a vermos o próprio LHC: 14 anos para ser construído e custo de 8 bilhões de dólares...

    Óbvio que tudo dependeria da boa vontade de empresários e políticos poderosos globais - estes últimos, me dão náuseas, Jairo.

    Abraços.

    Cavalcanti

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  6. @Cavalcanti:
    Os EUA já cancelaram um grande projeto de um acelerador de partículas que seria construído no Texas. Já haviam vários túneis perfurados e já se tinham gastos U$ 2 bilhões, quando o governo Clinton achou melhor parar a obra. Agora os túneis estão lá se enchendo de água.
    No entanto, quando comparamos estes gastos com o que se gasta por uma equipe de fórmula 1 durante uma temporada, podemos ver que o custo benefício não é tão alto. Afinal, quando se investe nestas tecnologias de ponta, muitos outros produtos e benefícios revertem para nós, como por exemplo, a internet, que surgiu no CERN.
    Abraço

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  7. Boa comparação ilustrativa, Jairo. ;)

    Estou sempre a aprender com nossas (boas) discussões... ;)

    Penso que tudo pode se resumir à duas coisas: 1) Ausência de ganância; e 2) Boa vontade política/econômica.

    Temo, Jairo, estas duas proposições serem inversamente proporcionais... :(

    Abraços cordiais.

    Cavalcanti

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  8. @Cavalcanti:
    A propósito do acelerador que te falei, dos EUA, no Texas, e que foi abandonado, se puder e tiver um tempinho, dá uma olhada nas fotos das estruturas e túneis que já tinham sido construídos, através deste link:

    http://www.amusingplanet.com/2010/12/abandoned-remains-of-superconducting.html

    Dá dó de ver. Pelo que eu li, um milionário se interessou e comprou o que havia lá, mas acabou morrendo em dezembro de 2006. Tudo agora está à venda por U$ 20 milhões.

    Outro link interessante que achei, fazia uma comparação de gastos entre o LHC e outros empreendimentos:
    http://pt.wikipedia.org/wiki/Grande_Colisor_de_H%C3%A1drons
    Procurar pelo sub-título "E preços". Veja uma frase que tirei de lá:

    Este comparativo[13] mostra diferentes despesas com outros projectos não forçosamente científicos e onde se vê que o seu custo é equivalente a três arranha-céus ou a duas estações de F1. Aliás o orçamento de uma grande equipa de F1 é equivalente ao custo total do material das experiência ATLAS ou CMS.

    Dei uma olhada no link correspondente ao item [13], databela comparativa, mas estava em francês, o que não é o meu forte. Mesmo assim dá pra entender e comparar. Sendo assim, por isso é que digo que não se justifica atacar o LHC por causa de seus altos custos.
    Abraço.

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  9. Jairo,

    Estava vendo o bate-papo (no link colocado deste excelente artigo teu) do blog do Roberto Belisario.

    Contudo, como nós, das Ciências Exatas, temos acompanhado mais atentamente, vimos uma variância na ordem de 4.9-sigma. E, pelo gráfico "Horizonte de Eventos vs massa em GeV", vi um pico na curva da região de 125 GeV - o que era já esperado. O Carlos Oliveira do AstroPT levantou uma questão igualmente interessante lá no campo dos comentários. Farei coro: será que o Bóson de Higgs não teria exatamente as propriedades que Peter Higgs deduziu outrora? Daí a "estranheza", já agora?

    Abraços.

    Cavalcanti

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  10. Jairo,

    Acabei de ver o link. É realmente lamentável: parecia ser promissora... :(

    A julgar pelas imagens, parecia-me estar na transição da fase "inicial-intermediário". Caso fosse neste nosso país (Brasil), não seria nenhuma surpresa. Porém, estamos a falar dos EUA...

    Se quisermos mostrar ainda mais o quanto a política tem interesse sincero (chega a ser até ingenuidade de minha parte sequer pensar em sinceridade política global) na ciência, explanaremos, para fins comparativos, quanto custou o LHC e quanto está custando/vai custar aos cofres públicos a guerra no Iraque:

    http://veja.abril.com.br/infograficos/senhores-da-guerra/guerras_eua.swf

    Resumidamente:

    Colisor de Hádrons (14 anos): US$ 8 bilhões.

    Guerra no Iraque (8 anos): US$ 863 bilhões.

    Ou seja, quase 108 vezes maior.

    Churchill, durante um discurso na Câmara dos Comuns, em 1940, afirmou:

    - Nunca, no campo dos conflitos humanos, tantos deveram tanto a tão poucos.

    :(

    Cavalcanti

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  11. @Cavalcanti:
    Há uma série de dados de decaimento deste bóson encontrado na faixa de 125 GeV que ainda precisam ser estatisticamente melhorados e confirmados, e isto deverá ser feito provavelmente até o final deste ano.Você e o Carlos Oliveira podem estar certos mesmo. Veja este trecho que eu tirei da reportagem de capa da New Scientist:

    "[...] quando Peter Higgs e outros surgiram com a teoria na década de 1960 , o mecanismo de Higgs foi projetado apenas para explicar a massa dos bósons. Foi só depois que o mecanismo foi estendido para incluir todas as outras massas de suporte de partículas, como uma simplificação, diz ele. "Então, talvez o Higgs esteja fazendo o que deveria estar fazendo."

    Esta frase é de Rolf-Dieter Heuer, diretor-geral do CERN.
    O link desta reportagem é:
    http://www.newscientist.com/article/mg21528734.000-beyond-higgs-deviant-decays-hint-at-exotic-physics.html

    Para ler o artigo no site da NS é preciso fazer um cadastro, mas se for de seus interesses eu passo o texto original por e-mail.

    A verdade, meu amigo, é que ainda têm muito mistério envolvendo esta recente descoberta.

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  12. @Cavalcanti:
    Também a respeito da variância de 4,9 e não 5,0, o Roberto Belisario escreveu sobre isso no outro blog dele. "A Física se move". Ai vai mais um link:
    http://afisicasemove.blogspot.com.br/2012/07/o-boson-de-higgs-esta-indicando-teorias.html

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  13. Sim. Fique à vontade para repassar o artigo por e-mail. ;) Estou de férias do trabalho. Terei bom tempo para lê-lo. ;)

    Abraços e agradeço. ;)

    Cavalcanti

    (feedback) O blgo do Belisario é muito bom. Devidamente "linkado" (também) aos meus favoritos. ;)

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  14. @Cavalcanti:
    Pode me passar o seu e-mail?
    Pensei que dava pelos comentários do blogger,mas não sei se conseguirei.

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  15. Olá,

    Sim. Enviei-lhe um em-mail para teu endereço eletrônico residido no iG.

    Abraços.

    Cavalcanti

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  16. Olá, Jairo!!!!

    Parabéns, pela ótima postagem sobre essa partícula "misteriosa" e tão badalada ultimamente nas rodas de conversa entre os físicos!!!!

    Em volta dessa "fogueira do conselho", tem muito chefe bom de física, a começar por você... kkkkkk, discutindo o que seria a tal da partícula misteriosa, o bóson de Higgs e... o que um índio, cabeça chata, matuto e semi analfabeto em física, como eu, poderia se meter nessa conversa???? Bom, eu fiquei aqui matutando nessa frase título de um dos parágrafos do post: "E se o Higgs não for uma partícula elementar?" e... pois, é... essa tal partícula, bem que poderia ser apenas... a "manifestação" do processo para as transformações (interações) entre os tipos de matéria, a visível(luminosa) e a matéria escura, por que não???? Segundo falam por aí, essas matérias não estariam em pé de igualdade quantitativa, sendo a matéria escura a mais abundante e portanto, ela seria mais densa que a outra (ou valendo isso), devendo possuir também um poder de força maior para estabelecer o fluxo das transformações que acontecem no universo!!!!
    Oh índio doido, não é???? KKKKKKKKK!!!!!! Eu quero lá saber!!!! Eu quero é meter pau na fogueira, para o fogo ficar maior e mais bonito!!!! Mas, que tal, a minha ideia de... o que deveria ser a "partícula de Deus", na verdade seria tão somente... forças de interações para uma transformação da matéria escura para a matéria visível, no seu estado inicial e ela (a partícula) seria, por assim dizer, o começo da matéria visível!!!!

    Tá bom!!!! Basta de doideira por hoje, não é???? KKKKKKK!!!! Então, até breve, meu amigo e parceiro!!!!

    Um abraço!!!!!

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  17. @Valdir:
    Há mesmo muito mistério sobre este bóson recém descoberto, mas espera-se que nos próximos meses surjam novidades que confirmem, ou não, o comportamento que os físicos esperam para que ela se constitua naquela provável última peça que se encaixe,complete e confirme o Modelo Padrão.
    A respeito de suas divagações, na verdade não se sabe exatamente ao certo do que seria constituída a matéria escura. Sendo assim, torna-se mais dificil ainda extrapolarmos sobre qual seria o provável elo de ligação com os outros diferentes tipos de matérias um pouco mais conhecidas. Mas fica valendo a imaginação de cada um a respeito de que tipos de campos, energias ou matérias seria de fato constituído o Universo, afinal, não há limites para a nossa mente.
    Abraço.

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