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O Caminho À Frente

dezembro 2, 2012
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Hoje me deparei com um artigo escrito pelo físico Michael Peskin, importante figura da física de partículas. O artigo era um resumo do que aconteceu na conferência Lepton-Photon 2011, um apanhado das novidades (do ano passado) da física de partículas acontecendo no mundo todo. Achei a conclusão tão legal que resolvi traduzir (alterando alguns termos de jargão científico, pra tentar facilitar o entendimento), e compartilhar aqui. Na sessão anterior ele tinha comentado que os resultados do LHC ainda não trazem nenhuma luz sobre o que existe além do Modelo Padrão de partículas, algo que discuti brevemente no fim do post anterior. Boa parte dos físicos acredita que deva existir física nova a ser detectada no LHC, e que não vimos nada porque precisamos de mais dados. Peskin conclui seu texto, respondendo a seguinte pergunta…

Não poderia ser somente o Modelo Padrão?

A resposta a essa pergunta é, infelizmente, sim. Nós sabemos que existem fenômenos na Natureza que o Modelo Padrão não consegue explicar, em especial a matéria escura do universo e o valor diferente de zero para as massas dos neutrinos. No entanto, existem modelos bem plausíveis nos quais as explicações para esses fenômenos residem em escalas de energia dez ou mais ordens de grandeza acima do alcance dos experimentos atuais. No domínio que podemos explorar diretamente com experimentos de partículas, não existe indício ou anomalia que conhecemos hoje que não podem simplesente desaparecer com medidas mais precisas, deixando o modelo padrão incontestado. (…) o Modelo Padrão é auto-consistente até energias bem altas, até a escala de Planck. Logo, um dos possíveis desfechos do LHC poderia ser o fim da física experimental de partículas. Os experimentos do LHC iriam confirmar as previsões do Modelo Padrão nas energias acessíveis, e não apresentariam nenhuma indicação da próxima escala de energia onde o Modelo Padrão deixa de funcionar.

Isso nos deixaria numa situação terrível. Todas as perguntas que temos hoje sobre as propriedades das partículas no Modelo Padrão não seriam apenas mantidas sem resposta, mas seriam irrespondíveis. No modelo padrão, os parâmetros da teoria são os acoplamentos renormalizáveis. Isso significa que, por princípio, esses parâmetros não são calculáveis no modelo. A dificuldade mais óbvia do modelo é a nossa incapacidade de entender o valor tão baixo do valor esperado de vácuo do campo de Higgs, ou anda, como é posto o famoso problema da naturalidade, entender porque esse valor não é 16 ordens de magnitude maior [n.t., em outras palavras, porque a gravidade é tão mais fraca que todas as outras forças da natureza]. Além disso, no modelo padrão, nós também não conseguimos entender os valores dos acoplamentos dos bosons de gauge [n.t. também relacionado com a força sentida por cada partícula], ou os valores de qualquer uma das massas ou ângulos de mistura dos quarks e leptons.

Aqueles que escolhem acreditar que o Modelo Padrão é literalmente correto devem entender que é isso que estão comprando. Não existe objeção fundamental a esse ponto de vista. Essa visão se torna intelectualmente respeitável pela teoria da Inflação, em particular, a idéia de que as equações de movimento que observamos são verdade apenas localmente na região pequena do nosso universo1. O caminho que levou ao Modelo Padrão pode ter sido determinado nos primórdios do universo através de mecanismos hoje desconhecidos para nós.

Essa é uma perspectiva completamente deplorável. Mas todo físico de partículas precisa confrontar essas idéias e se perguntar: Eu acho mesmo que é assim que a Natureza funciona? Existe um ponto de vista alternativo. Nós não sabemos se está correto. A Natureza escolherá.

Esse ponto de vista é o otimismo de que a física do Higgs e da quebra de simetria eletrofraca possui um mecanismo, e que esse mecanismo será visível nos nossos experimentos na escala TeV [a escala de energia que o LHC consegue explorar]. Existe uma justificativa convincente para aceitar essa idéia: só pessoas que acreditam nisso podem descobrir que isso seja verdade.

E é uma boa época para otimismo. Com o LHC, nós temos uma nova máquina que vai produzir os dados que precisamos para encontrar as explicações. O LHC nos dá o poder, ao longo do seu programa de luminosidade de 1000 fb-1 e além, de descobrir evidência para qualquer variação nas explicações físicas na escala TeV. Nós podemos utilizar esse poder para olhar em cada canto, sob cada pedra, para encontrar a pista que desvendará os segredos do bóson de Higgs e seus parceiros.

As medições que serão as mais importantes podem não ser as que esperamos. Precisamos de paciência e persistência. Mas, se estivermos corretos, temos a chance diante de nós de descobrir um nível completamente novo nas leis fundamentais da física.

Eu deixo vocês com a imagem abaixo. Esse é Manjusri, nos ensinamentos budistas, o bodisatva associado com a sabedoria triunfante sobre todos os obstáculos. Em seu retrato tradicional, ele tem uma expressão impassiva, acima de todas as preocupações triviais, e ele monta um leão. Nós também temos um leão, o LHC, para nos levar adiante.

lion

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2 Comentários leave one →
  1. ddimensoes permalink*
    dezembro 2, 2012 10:29 pm

    1. Sobre o comentário da Inflação, os modelos cosmológicos sugerem que é possível que diferentes regiões do universo tenham física diferente. Apenas aconteceu de estarmos nessa região, com a física que observamos.

Trackbacks

  1. Maria-do-Bairro Além do Modelo Padrão | True Singularity

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