Alô, criançada! O bóson chegou – veja o que significa a descoberta da “partícula de Deus”

Por Redação Super
Atualizado em 21 dez 2016, 10h36 - Publicado em 4 jul 2012, 14h56

Por Alexandre Versignassi, Rodrigo Rezende e Otavio Cohen

O que é o bóson de Higgs, afinal?

É a partícula que faz com que você não seja um raio de luz. Não entendeu? Vamos voltar no tempo até uma época em que o Universo inteiro era só um emaranhado de partículas subatômicas que vagavam na velocidade da luz. Então. Os bósons de Higgs, que estavam espalhados entre essas partículas, se uniram e formaram um grande oceano invisível. O resto da mágica aconteceu quando as outras partículas subatômicas começaram a interagir com este oceano. Algumas – os fótons, por exemplo – passaram direto. Outras – os quarks e elétrons – foram atraídas por este mar de bósons de Higgs. E à força que os quarks fazem para atravessar esse óleo nós damos o nome de massa. Isso está acontecendo agora mesmo: nós vivemos submersos no oceano de Higgs até hoje.

Leia de novo a frase que abre este parágrafo. Fez sentido agora? Sem o bóson de Higgs, os quarks e elétrons não teriam massa. Seriam “raios de luz”. Sem quarks e elétrons não existem átomos. Sem átomos não existe você.

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Por que “partícula de Deus”?

Por causa de um editor de livros. Um físico, o Prêmio Nobel Leon Lederman, fez um livro sobre o bóson de Higgs em 1993. Até então (e até hoje de manhã) a existência do Higgs era só uma teoria. Mas não era qualquer teoria. Ele era necessário para que a física moderna fizesse sentido. Na próxima resposta falamos sobre isso com mais detalhes. Mas o ponto é que a existência real do Higgs era extremamente necessária, só que ninguém encontrava um vestígio sequer dela. Justamente por isso, Lederman quis que seu livro chamasse “The Goddam Particle” (A Partícula Maldita) – “Maldita” porque teimava em não dar as caras. Mas o editor do livro sugeriu que, se transformassem o “Goddam” em “God” (e o título, portanto, em “A Partícula de Deus”), ficaria mais chamativo. Ficou Nobel de edição para o rapaz!

O que fizeram para encontrar a partícula?

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Gastaram US$ 10 bilhões – o preço do maior acelerador de partículas do Universo conhecido, o LHC. Os cientistas literalmente colocam os prótons para correr lá dentro e provocam colisões frontais entre eles. Essas pancadas geram explosões intensas, como se fossem mini-Big Bangs. É aí que está o truque. Se o Big Bang “de verdade” fez com que os bósons de Higgs aparecessem vagando entre as outras partículas subatômicas, uma versão menor (mas quase tão intensa quanto o original) também faria. E fez.

Então, como os cientistas têm certeza de que a partícula que encontraram é mesmo o bóson de Higgs?

Eles não têm certeza. Quer dizer: a certeza não chega a 100%, mas já é maior do que 99,9%. Funciona assim: a física de hoje tem uma espécie de “tabela” que lista todas as partículas elementares, os tijolos fundamentais da matéria. São seis tipos de quark (os tijolos dos prótons e nêutrons, que constituem basicamente tudo o que você enxerga). Tem também seis “léptons” (elétrons, neutrinos e mais quatro primos próximos deles). Para completar, existem 4 partículas “fantasmas”, geralmente sem peso nenhum, feitas de energia pura. Elas são os “bósons” – os tijolos das forças da natureza. A mais notória é o fóton, o tijolo (ou bóson, se você preferir) da força eletromagnética.

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Nós chamamos as gangues de fótons que correm em bando por aí de “luz” e de “sinal de celular” – duas manifestações da força eletromagnética, ainda que bem distintas. As outras partículas de energia pura são os glúons, os elementos que mantém os quarks “colados” (glued) uns aos outros (Turun -tsss – os físicos adoram dar nomes engraçadinhos para partículas). Tem também os “bósons da força nuclear fraca”. Eles bem que mereciam algum nome engraçadinho, mas não ganharam. Ficou como bóson W e bóson Z.

Fechando o arcabouço das partículas elementares, vem a mais curiosa delas: justamente o bóson de Higgs. Ele entra como uma ferramenta para explicar porque existem partículas “fantasmas”, sem massa, e “concretas”, com massa. A ideia é que, na verdade, todas as partículas seriam fantasmas. Mas algumas deixariam para trás seu estado fantasmagórico ao interagirem com o oceano de bósons de Higgs que permeia o Universo – a ideia foi do físico Peter Higgs, que acabou batizando a coisa. Pronto. Tudo explicado.

Só que até hoje de manhã tínhamos tudo isso e um mistério. Uma a uma, todas as partículas elementares foram sendo descobertas. O glúon, porém exemplo, foi teorizado em 1962, pelo físico Murray-Gellman. E acabou descoberto em laboratório em 1978. Tudo foi ficando cada vez mais redondo, com a prática comprovando paulatinamente a teoria. Mas faltava achar justamente a partícula mais curiosa.

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Agora não falta mais (ou, pelo menos, há mais de 99,9% de chance). Ao analisar os estilhaços de uma colisão entre prótons no LHC, apareceu algo de diferente em meio aos glúons e quarks de sempre. Era uma partícula nova, mas com a mesma massa que o físico Peter Higgs havia previsto para o seu bóson. Falta examinar outras características do achado para ter 100% de certeza de que ele é mesmo o Higgs. Mas os físicos estão confiantes.

De qualquer forma, ainda falta muito a descobrir. Tem as partículas responsáveis pela matéria escura, que representa 85% da matéria do Universo e que ninguém faz ideia do que se trata. Tem a energia escura, a força 100% misteriosa responsável pela expansão do Cosmos… E tem a gravidade. Ela é a força mais cotidiana, mais onipresente, mais pedestre. Mas ainda não sabemos do que ela é feita. Ou se é feita de alguma coisa. O Higgs não é nem o começo.