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O Bóson de Higgs e o Objetivo Científico

 

Eu estou há algum tempo sem pique para escrever textos sobre ciência. Isto por diversos motivos: cansaço devido à correria (cursinho, problemas de saúde meus, etc.), debates totalmente sem sentido que me vi obrigado a travar, etc. Contudo, depois de ler o artigo “O bóson de Higgs e uma reflexão sobre o método científico”, publicado no Livres Pensadores por Cícero Escobar, voltei a me animar.

Para melhor estruturar o texto, decidi dividi-lo em capítulos, pois assim explico um pouco melhor cada ponto. Então, vamos a eles?

O Bóson de Higgs

Desde o nascimento da Mecânica Quântica, percebeu-se sua frontal discrepância da física clássica (newtoniana/einstaniana) e iniciou-se uma tentativa de eliminar essa discrepância. Afinal de contas, na pequena escala (onde a gravidade é – literalmente – desprezível) as coisas se comportam de forma absolutamente diferente da grande escala (onde a gravidade é uma força importantíssima e, em alguns casos – nos de corpos de muita massa – , preponderante).

Assim, há basicamente dois passos (não necessariamente nesta ordem):

  • Descobrir como dois comportamentos tão diferentes podem conviver – e mais: como um pode gerar o outro.
  • Descobrir, na física de partículas (na pequena escala) de onde vem coisas como a massa e a gravidade;

Com relação ao primeiro ponto surgiram as diversas teorias de cordas, posteriormente unificadas na forma da Teoria M, assim como a Teoria da Gravidade Quântica em Loop.

Já com relação ao segundo ponto surgiram as hipóteses do Gráviton (1934), postulado por Dmitrii Blokhintsev e F.M. Gal’perin, e do Bóson de Higgs (1964), postulado por Peter Higgs, que é nosso assunto aqui.

Peter Higgs.

Peter Higgs.

Que diabos faz o Bóson de Higgs?

Aqui temos que falar, antes de qualquer outra coisa, que partículas subatômicas não são exatamente partículas. Calma, não se assuste! Eu explico: elas não são exatamente “bolinhas” como são represtadas em modelos atômicos clássicos, como o abaixo.

Modelo atômico de Niels Bohr.

Modelo atômico de Niels Bohr.

Esta é, concordo, uma forma muito prática para se representar um átomo e, acima de tudo, o mais fácil para se aprender. Contudo, a forma mais correta de se representar um átomo seria colocando elétrons, prótons e nêutrons como ondas. Mas eu sequer imagino como isto poderia ser feito e – acredite – eu procurei alguma imagem assim para colocar aqui e não encontrei coisa alguma.

Assim, o Bóson de Higgs pode ser melhor pensado não como uma partícula, mas sim como uma onda, a qual é quase como “deus”: é onipresente (está em todo lugar do universo) e forma o que é chamado de “campo de Higgs”. E aqui há algo importante a ser dito: sendo confirmada a sua existência, o “nada” não existe mais: o que existe, onde não há qualquer outra coisa, é o campo de Higgs.

O papel do Bóson de Higgs, como todos devem saber, é o de dar a massa às demais partículas. Para explicar como a massa é dada às partículas por ele precisamos imaginar o campo de Higgs um campo coberto de neve, onde a neve acumulada atinge a altura de dois metros. Neste campo, partículas mais espertinhas como o fóton usam esquis e simplesmente deslizam por sobre ele e, assim, conseguem atingir a velocidade máxima possível: a velocidade da luz no vácuo (c) e, por isso mesmo, recebem massa zero.

Outras partículas não usam esquis, mas sim coisas parecidas com raquetes de tênis, digamos assim. Eles não conseguem deslizar por sobre o campo de neve, afundam um pouco, e por isso viajam a velocidades um pouco mais lentas – ganhando, por tanto, uma massa maior que zero. Este seria o caso do neutrino, por exemplo.

Já outras partículas – mais “pobres” – precisam encarar esse campo nevado na cara e na coragem, usando em seus pés apenas sapatos. Por isso mesmo, afundam no campo nevado até o pescoço, viajam de forma muito lenta e, assim, recebem muita massa. É o caso dos prótons, por exemplo.

Aqui é bom deixar claro uma coisa: isto tudo diz respeito apenas à massa, não à gravidade. A gravidade seria causada pelo gráviton, que talvez fosse gerado por esse “atrito” entre a partícula e o campo de Higgs.

A descoberta

Não é tão fácil se detectar uma partícula – ou onda, como queira – que faz parte da própria estrutura do contínuo (espaço-tempo). Seria preciso uma colisão extremamente forte para arrancar uma destas partículas de seu lugar e arremessá-la contra um detector – que teria de ser, também, bastante grande. Assim nasceu a proposta do LHC: Large Hadron Collider, ou Grande Colisor de Hádrons (em português), que é o maior colisor de partículas e de maior energia do mundo.

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O LHC localiza-se em um túnel de 27 km de circunferência, a 175 metros abaixo do nível do solo na fronteira franco-suíça, próximo a Genebra, Suíça. Ele é tão grande e colide partículas com tanta energia que chegou-se até mesmo a especular-se que poderia criar mini buracos negros (o que, infelizmente, ao menos por enquanto não aconteceu).

Ainda assim, a observação de algo parecido ao Bóson de Higgs (extremamente parecido, diga-se de passagem: a possibilidade de realmente ser ele é de 99%) só aconteceu em 4 de Julho de 2012 – 2 anos e 4 meses depois do início das colisões no LHC.

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O Objetivo Científico

Por cerca de 1200 anos (por volta 300 a 1500 d.C) o mundo viveu o que foi chamado de Idade das Trevas, no qual o estudo da natureza simplesmente não ocorreu, todo o conhecimento humano (que não foi destruído junto à Biblioteca de Alexandria) ficou aprisionado dentro de mosteiros e até mesmo a filosofia foi fortemente restringida.

Após este período, com o Renascimento, Revolução Francesa, Revolução Científica e Revoluções Industriais o ser humano passou, aos poucos, a ignorar as verdades religiosas (absolutas) do cristianismo e a procurar as verdades naturais, através da ciência. Isto é, o ser humano passou a usar a ciência para procurar na natureza o que realmente rege o universo: a física, a química, a biologia, etc.

Neste ponto é bom que se diga que a ciência não busca a verdade ontológica, muito menos verdades absolutas (o que seria uma simples substituição de uma religião por outra). A “verdade ontológica” é apenas um constructo lógico usado para se analisar outros constructos lógicos, assim como argumentos em geral. As verdades que a ciência busca são chamadas de “verdades científicas” que 1: não têm nada de absolutas (afinal podem sempre vir a mudar quando novas evidências forem coletadas, corrigindo o que se pensava anteriormente) e 2: não são ontológicas, mas sim etimológicas, até mesmo por serem descobertas pelo ser humano (a verdade ontológica não é sequer acessível ao ser humano).

No caso da descoberta do Bóson de Higgs, a história é exemplar. Peter Higgs o postulou como hipótese em 1964, com alguma dificuldade conseguiu publicar seu trabalho e passou a ser considerado um louco pela comunidade científica (!). Os comentários mais amigáveis que foram feitos à época diziam, basicamente, que insistir em tal hipótese seria o fim da carreira de Higgs.

Ainda assim, a busca pela verdade continuou e a hipótese de Higgs acabou se tornando central no chamado “modelo padrão” da física de partículas (Thomas Kuhn explica). Muito foi investido em sua busca, através da construção do LHC e, hoje, com o anúncio da observação de algo com 99% de possibilidade de ser tal partícula, o que temos não é apenas a vitória da verdade, mas é, mais do que tudo, a vitória de um homem: Peter Higgs que, felizmente, ainda está vivo e pode presenciar tudo isto.

Like-A-Boson

Ah, e antes que me esqueça: parem de chamar o Bóson de Higgs de “partícula de Deus”, afinal a primeira já foi observada, existe, enquanto que o segundo… Enfim.

Autor(es):

Mário César Mancinelli de Araújo

Sou formado em Engenharia de Software e QUASE em Ciência da Computação (não concluí). Pretendo, agora, fazer astronomia na USP assim que possível para, depois, me especializar em astrobiologia. Sou um apaixonado pela ciências em geral e gosto muito de investigar alegações extraordinárias (como a ufologia, por exemplo).

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