O bóson de Higgs e o juízo final

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Perto do final de "A Tempestade", Próspero declara: "Como já vos havia dito, eram espíritos todos esses atores; dissiparam-se no ar, no ar impalpável… sem deixar rastro".

A última palavra da física diz que algo parecido com esse final pode ser o que o futuro reserva para o universo. Neste caso, o papel de Próspero é interpretado pelo campo de Higgs, um oceano invisível de energia que permeia o espaço, confere massa a partículas elementares e dá às forças elementares suas características distintas e sua intensidade.

O campo, que por 50 anos foi apenas teórico, passou para a vida real no ano passado, quando os físicos do CERN, na Europa, descobriram o bóson de Higgs, uma espécie de gotícula de energia de Higgs. O mundo comemorou, e dois dos principais teóricos, Peter Higgs e François Englert, vão dividir um prêmio Nobel. Mas os estudos sobre o novo bóson sugerem que ele pode ter uma doença fatal.

Como Joseph Lykken, teórico do Laboratório Nacional Fermi de Aceleradores, e Maria Spiropulu, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, dizem em um novo artigo que examina a história e o futuro do bóson de Higgs:

"À primeira vista, o resultado implica que, algum dia (em 10^100 anos ou mais) uma flutuação quântica infeliz vai produzir uma bolha de um vácuo diferente, que irá se expandir na velocidade da luz, destruindo tudo."

A ideia é de que o campo de Higgs pode vir um dia a se contorcer e cair até um estado de energia mais baixo, como quando a água vira gelo, destruindo, assim, o funcionamento da realidade como a conhecemos.

Essa é a mais deprimente visão de fim dos tempos com a qual já me deparei. Seria como se ele nunca tivesse existido. Essa sim é uma partícula com propriedades divinas.

Mas vamos nos animar. Esse é apenas um dos muitos cenários que estão se apresentando à medida que os físicos tentam conciliar a descoberta do CERN com o que eles achavam que sabiam. Talvez alguns pensem que encontrar o bóson de Higgs, após 50 anos e pelo menos 10 bilhões de dólares, traria clareza para a física e para o cosmos. Mas o contrário é que é verdadeiro: eles podem ter encontrado o bóson de Higgs, mas não o compreendem.

Em particular, eles não entendem por que ele pesa o quanto pesa – ele tem cerca de 125 vezes a massa dos prótons que colidiram para produzi-lo – e não é zilhões de vezes mais pesado, como os cálculos padrão de mecânica quântica sugeririam.

Isso porque, quando fazem os cálculos, os físicos têm de incluir os efeitos das interações do bóson de Higgs com todas as outras partículas, mesmo as que não existem, as chamadas partículas virtuais que aparecem e desaparecem com empréstimos de energia. Isso amplia a massa até o topo da escala, como um daqueles jogos de parque de diversão em que se marreta uma balança.

Há anos, a solução preferida para esse dilema é uma teoria chamada supersimetria, que, entre outras coisas, previu a existência de todo um novo espectro de partículas, superparceiras das que já conhecemos, que seriam capazes de cancelar os cálculos quânticos e manter o bóson de Higgs leve. Uma dessas partículas pode também ser a matéria escura que compõe um quarto do universo no que diz respeito ao peso.

A alternativa mais comentada à supersimetria é a ideia do multiverso, um conjunto quase infinito de universos em que o valor do bóson de Higgs – assim como muitos outros parâmetros importantes – é aleatório. Acontece simplesmente que nós vivemos no único em que as condições e os parâmetros são adequados para nós.

Steven Weinberg, que foi agraciado com um prêmio Nobel em 1979 pelo uso da teoria de Higgs para unificar duas das forças da natureza, declarou no The New York Review of Books que "a ciência física evoluiu historicamente não apenas encontrando explicações precisas dos fenômenos naturais, mas também descobrindo que tipos de coisas podem ser explicados de forma precisa. Talvez haja menos coisas assim do que pensávamos".

No entanto, em uma palestra realizada neste semestre na Alemanha, Lykken afirmou que a ideia de que se tem que optar ou pela supersimetria e pelos múltiplos universos é "uma falsa dicotomia". Existe uma terceira maneira, diz ele, de manter limitada a massa do Higgs, que é dizer que ela vem integralmente das partículas virtuais que aparecem e desaparecem em torno da partícula.

Gian Giudice, do CERN, que fez alguns dos primeiros cálculos do novo bóson de Higgs e encontrou o universo oscilando como na dissolução contada por Shakespeare, disse que "a potencial criticidade do universo é a coisa mais importante que aprendemos com a descoberta do bóson de Higgs até o momento".

Pode ser, como diz Próspero, que sejamos de fato feitos da mesma matéria que os sonhos. Mas vamos ter de esperar para além do fim do universo para descobrir.