Veja também: De que é feito o universo?
A detecção do bóson de Higgs, partícula elementar que confere massa à matéria, chegou ao fim de 2012 no topo da lista da revista americana Science, que elege as descobertas científicas mais importantes do ano. Editada pela AAAS (Associação Americana para o Avanço da Ciência), a revista também destacou o pouso do robô Curiosity em Marte e o experimento que usou células-tronco para criar óvulos de camundongos. A escolha do bóson de Higgs pelo comitê da AAAS era esperada. A revista, porém, deu boa parte do crédito pela descoberta a físicos teóricos que previram as manifestações da partícula – trabalho feito ao longo de 40 anos.
A detecção do bóson no acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider, ou Grande Colisor de Hádrons), anunciada na Suíça em julho, foi o ápice de uma empreitada que completou, finalmente, o Modelo Padrão, a teoria que explica as partículas elementares, como o elétron e o fóton (partícula de luz). O bóson foi a última peça da teoria a ser observada. “A descoberta não foi uma surpresa, porque era o que se esperava achar. Ela veio mais como um alívio. Se o bóson não tivesse sido encontrado, seria preciso repensar tudo seriamente”, diz Robert Coontz, vice-editor da Science, sobre as razões da escolha do prêmio. Após o anúncio, especulou-se que o Prêmio Nobel em Física de 2012 seria dado a Peter Higgs e aos outros cientistas responsáveis pela previsão teórica da partícula, o que não ocorreu.
Os físicos já sabem que o bóson de Higgs existe, mas ainda não têm dados suficientes para saber quais exatamente são as propriedades da partícula. A despeito da importância da descoberta, esse tipo de incerteza costuma impor uma certa lentidão à escolha do Nobel. Em 2013, de qualquer forma, o LHC passará por um processo de manutenção que permitirá dobrar sua potência. Espera-se que, quando o acelerador de partículas estiver produzindo colisões mais fortes, novas descobertas sejam feitas. O único item da lista que denota mais um sabor de ansiedade do que de vitória foi a escolha do robô Curiosity como um dos destaques do ano. Havia grande expectativa de que os cientistas do projeto anunciariam a descoberta de moléculas orgânicas complexas no solo marciano, o que não ocorreu. Apesar de o principal objetivo científico da missão marciana ainda estar em aberto, o sucesso da meta de engenharia do projeto – pousar um jipe de 3,3 toneladas em Marte – foi comemorado com estardalhaço. A Nasa já fala em enviar a Marte um jipe similar, mas com instrumentos científicos diferentes.
Fonte: Folha.
Bóson de Higgs e os mistérios do Universo
O mundo assistiu recentemente a uma das maiores celebrações científicas da história, quando pesquisadores do CERN (Centro Europeu de Física de Partículas) anunciaram a descoberta do que provavelmente é o bóson de Higgs – a famosa “partícula de Deus”. A razão para tanta festa é que o tal bóson era a figurinha que faltava para completar o grande álbum das partículas, também conhecido como Modelo Padrão. Uma forma simplificada de pensar nele é imaginar uma tabelona que especifica as características de todos os componentes da matéria e da energia – constituição básica do Universo. Está tudo lá. Os subcomponentes dos famosos prótons e nêutrons (quarks), os elétrons e seus primos (léptons), as partículas que mantêm os núcleos atômicos coesos (glúons), os componentes da luz (fótons)… O problema é que algumas dessas partículas são “fantasmas”, não têm massa (caso dos fótons e dos glúons) outras, têm massa (os quarks, que formam você e tudo de concreto que existe à sua volta). Aí que entra o bóson de Higgs: ele é uma partícula que não interage com fótons, mas interage com quarks, por exemplo. E o resultado dessa interação é o quark ganhar massa.
Boa parte das partículas do Modelo Padrão tinham sido propostas em teoria e, depois, a existência delas foi confirmada na prática. Lindo. Mas ainda faltava uma para completar esse álbum de figurinhas: justamente o bóson de Higgs. Agora não mais. O LHC, maior acelerador de partículas do mundo, proporcionou a descoberta. E agora temos uma teoria fantasticamente bem-sucedida: ela explica 4,6% de todo o conteúdo do Universo! É isso mesmo, não tem erro de digitação. O Modelo Padrão, em toda sua grandiosidade festejada pelos físicos, não dá nem para o troco do pão quando falamos do conteúdo integral do Cosmo. Em sua maior parte, ele é composto por duas coisas que ninguém hoje faz ideia do que sejam. Você já deve ter ouvido falar delas: matéria escura (que responde por 23%) e energia escura (os 72,4% restantes). E talvez essa seja a maior razão para comemorar a descoberta do bóson de Higgs: fechamos um capítulo na história da física e abrimos outro, provavelmente muito mais empolgante. O que todo mundo no CERN agora quer saber é: que novidades se escondem além do Higgs?
Espera-se, por exemplo, que o acelerador nos permita descobrir do que é feita a tal matéria escura – entidade que sabemos existir pelo efeito gravitacional que causa na rotação das galáxias, mas jamais conseguimos observar. Pelas contas dos físicos, 23% do Universo é matéria escura. E só 4,6% é matéria normal, feita de prótons, nêutrons, elétrons e bósons de Higgs. Aparentemente, a matéria escura é feita de partículas que não interagem com a matéria de nenhum outro modo que não seja a gravidade, por isso é difícil detectá-las. Aliás, por falar em gravitação, esse é outro grande mistério que ainda não foi totalmente esclarecido. Quer dizer, até foi, mas como se fosse bizarrice do Universo. Porque enquanto todo o resto do Universo conhecido é descrito por uma teoria quântica (o festejado Modelo Padrão), a gravidade só foi satisfatoriamente apresentada pela teoria da relatividade de Albert Einstein. Até aí, ok. Podemos conviver com duas teorias diferentes para explicar coisas diferentes, certo? O problema é que há fenômenos que combinam efeitos da relatividade com ocorrências quânticas. E aí, ao combinar as equações das duas teorias, o resultado é… Bem, dá tudo errado! As contas não fecham.
Isso faz supor que a descrição do Universo num nível mais profundo exigirá a criação de uma nova teoria, capaz de unificar a relatividade e a atual mecânica quântica. Diversos esforços teóricos para “quantizar” a gravidade (em resumo, descrevê-la como uma partícula, o gráviton) têm sido feitos, mas sem balizas experimentais fica difícil saber que caminhos percorrer. A esperança é que o LHC ajude nisso, ao criar colisões de partículas com energia tal que relembre condições similares às do Universo logo após o Big Bang. Provavelmente essa chamada “teoria final” (ou “teoria de tudo”), se for encontrada, ajudará a entender o que é a tal energia escura – uma misteriosa força que age contrariamente à gravidade, acelerando a expansão do Cosmo – e que compõe 72,4% do Universo. Isso, com a matéria normal, já desvendada, mais a matéria escura, fechará a conta dos 100%. Mas, até que isso aconteça, os físicos terão muito trabalho nas mãos. Convenhamos: o bóson de Higgs não deu nem pro começo.
Fonte: Superinteressante.
Estrutura elementar da matéria
Clique na imagem para ver em tamanho maior.
Compartilhe:
Descubra mais sobre CHARLEZINE
Assine para receber nossas notícias mais recentes por e-mail.